Skillnaderna mellan enkla-väggiga, få-väggiga och fler-väggiga kolnanorörsledande masterbatcher

Skillnaderna mellan enkla-väggiga, få-väggiga och fler-väggiga kolnanorörsledande masterbatcher

Konduktiva masterbatcher av kolnanorör kan delas in i tre huvudkategorier beroende på vilken typ av kolnanorör som används: masterbatch med enkel-väggig kolnanorör (SWCNT), masterbatch med få-väggig kolnanorör (FWCNT) och fler-väggig kolnanorör (MchWCNTube) (MchWCNTube). Masterbatch med enkel-rör har den bästa elektriska ledningsförmågan och den lägsta mängden tillsats (0,05 %-0,2 % i slutprodukten), men kostnaden är den högsta och den används inom avancerad elektronik och flyg. Fler-väggiga rörmasterbatch har den högsta kostnads-effektiviteten och den mest mogna processen, med en kolnanorörshalt på 15 %-20 % i masterbatchen, vilket står för mer än 80 % av marknadsandelen. Få-väggiga tubmasterbatch faller mellan de två, som kombinerar hög elektrisk ledningsförmåga och god spridningsförmåga. Kärnan i urvalet är: välj enkel-vägg för ultimat prestanda, välj flerväggig-för kostnadseffektivitet och titta på fåväggar för ett balanserat val.

Kapitel 1: Kolnanorör i masterbatches är inte "ett" material

Många tror att kolnanorör bara är "ett" material, men i själva verket är de en familj.

Medlemmarna i denna familj ser alla ut som "ihåliga rör", men antalet rörväggar skiljer sig åt, vilket bestämmer deras respektive "personligheter" och "specialiteter". I konduktiva masterbatches, beroende på vilken typ av kolnanorör som används, är de huvudsakligen indelade i tre huvudkategorier av produkter: enkelväggiga-kolnanorörsmasterbatches, få-väggiga kolnanorörsmasterbatches och fler-väggiga kolnanorörsmasterbatches.

Även om dessa tre typer av masterbatches har liknande namn, har de enorma skillnader i struktur, prestanda, kostnad och tillämpning. Idag, låt oss reda ut saker och ting tydligt: ​​vad kännetecknar olika typer av kolnanorör i masterbatches? Och vilka scenarier används de i respektive?

Kapitel 2: Single-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: The "Ceiling" of Performance

2.1 Strukturella egenskaper

Ett enkelt-väggigt kolnanorör (SWCNT) kan föreställas som ett ark grafenpapper, bara en atom tjockt, sömlöst rullat till en perfekt cylinder. Dess struktur är mycket ren, med bara en yta, och dess diameter är bara 1-2 nanometer. De elektriska egenskaperna hos ett enkel-väggigt rör bestäms unikt av dess kiralitet (rullens vinkel och diameter) - genom att kontrollera kiraliteten, antingen metalliska eller halvledande enkelväggiga rör kan tillverkas, vilket andra typer av kolnanorör inte kan uppnå.

2.2 Prestanda i masterbatches

Elektrisk ledningsförmåga:Enkelväggiga rör har den bästa elektriska ledningsförmågan bland kolnanorörsfamiljen. I studier av transparenta ledande beläggningar är den optoelektroniska prestandan hos enkelväggiga rörnätverk betydligt bättre än hos fler-väggiga rör. Detta beror på den nästan perfekta en-dimensionella strukturen av enkelväggiga-rör, vilket gör att elektroner kan genomgå "ballistisk transport" längs rörväggen nästan utan hinder.

Tilläggsbelopp:Kolnanorörsinnehållet i masterbatcher med enkel-rör är vanligtvis lågt (1 %-6 %), men endast 0,05 %-0,2 % behövs i slutprodukten för att uppnå den ledande effekten. Detta beror på att enkelväggiga rör har ett extremt högt bildförhållande (upp till 10 000), och en mycket liten mängd kan bilda ett "perkolationsnätverk" i matrisen.

Mekaniska egenskaper:Draghållfastheten hos enkelväggiga-rör kan nå 50-200 GPa, vilket är 100 gånger stålets. När de läggs till masterbatches kan de förstärka matrisen samtidigt som de uppnår elektrisk ledningsförmåga.

2.3 Applikationsscenarier

Enkelväggiga-kolnanorörsmasterbatcher används huvudsakligen i avancerade-fält med ultimata prestandakrav:

High-elektroniska enheter:Transistorer, sensorer, flexibla displayer. Den halvledande egenskapen hos enkelväggiga-rör gör dem till ett idealiskt material för framtida chips.

Flygkompositmaterial:Lättvikts, ultra-höga hållfasthetskrav, med låga tillsatsmängder på 0,01 %–0,1 % för att uppnå funktionalisering.

Transparenta ledande filmer:Extremt låg tillsatsmängd, påverkar nästan inte ljustransmittans och färg.

Silikon-baserade anodbatterier:Med extremt hög flexibilitet kan de bilda ett "nano-fjädernätverk under kiselpartikelexpansion.

2.4 Begränsningar

Det största problemet med enkelväggiga-rörsmasterbatcher är höga kostnader. Syntesprocessen är komplex, med extremt höga krav på katalysatorer och reaktionsförhållanden, och priset är mer än 10 gånger högre än fler-väggar. Därför är den endast lämplig för användning i scenarier där den är "oumbärlig".

Kapitel 3: Multi-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: Industrialiseringens "arbetshäst"

Fler-väggiga masterbatches av kolnanorör står för mer än 80 % av marknadsandelen och är det vanliga valet inom området ledande plast.

3.1 Strukturella egenskaper

Fler-väggiga kolnanorör (MWCNTs) är som en uppsättning ryska häckande dockor, sammansatta av flera lager (vanligtvis mer än 5 lager) av grafen koncentriskt kapslade tillsammans, med lagren kombinerade av van der Waals-krafter och ett avstånd mellan lagren på cirka 0,34 nanometer. Diametern är vanligtvis 10-100 nanometer.

Det finns defekter och spridning mellan skikten av fler-väggiga rör, och prestandan för ett enda rör är inte lika bra som för ett enkel-väggigt rör, men strukturen i flera-lager ger dem bättre slitstyrka och slaghållfasthet.

3.2 Prestanda i Masterbatches

Elektrisk ledningsförmåga:Även om den elektriska ledningsförmågan hos fler-väggiga rör inte är lika bra som hos enkelväggiga-rör, är den helt tillräcklig för de flesta ledande plastapplikationer (ytresistivitet 10³-10⁶ Ω). I masterbatches är innehållet av kolnanorör vanligtvis 15%-20%, och tillsats av 2%-4% i slutprodukten uppnår den ledande effekten.

Kostnadsfördel:Kostnaden för fler-väggiga rör är bara ungefär 1/10 av den för enkelväggiga-rör, vilket är den viktigaste orsaken till att de dominerar marknaden.

Dispergerbarhet:Den specifika ytan för flerväggiga rör är relativt låg (80-200 m²/g), vilket gör dispergeringen mindre svår än med enkelväggiga rör, och processen är mogen med god batchstabilitet.

3.3 Applikationsscenarier

Fler-väggiga kolnanorörsmasterbatches är lämpliga för kostnadskänsliga-stora-industritillämpningar:

Vanlig ledande plast:Anti-transportlådor, IC-brickor, elektronisk komponentförpackning.

Bildelar:Bränsleledningar, motorns perifera komponenter (måste vara 配合 med teknisk plast såsom PA).

5G kommunikationsutrustning höljen, elektroniska apparater.

EVA-skummaterial för sko:Anti-yttersulor, mellansulor, tillsatsmängd 10 %-15 %, ytresistivitet 10³-10⁵ Ω.

Kapitel 4: Få-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: The "Rising Star" of the Mid-to-High-End Market

4.1 Strukturella egenskaper

Få-väggiga kolnanorör (FWCNT) bildas genom att koncentriskt rulla 2-5 lager grafen. Antalet lager är mellan enkel-väggiga och flerväggiga. Diametern är vanligtvis 2-8 nanometer.

Få-väggiga rör är en "stigande stjärna" som har väckt stor uppmärksamhet de senaste åren. De kombinerar den höga ledningsförmågan hos enkelväggiga-rör med den lätta spridningsförmågan hos fler-väggiga rör.

4.2 Prestanda i masterbatches

Prestandan hos ett fåtal-väggiga rör ligger mellan enkel-väggiga och fler-väggar:

Elektrisk ledningsförmågaär nära nivån för enkelväggiga-rör.

Dispergerbarhetär bättre än för enkelväggiga-rör (relativt lägre specifik yta).

Kostaär lägre än enkelväggiga-rör, men högre än flerväggiga-rör.

Denna "mellanväg" ger få-väggiga rör unika fördelar i medel-till-avancerade-applikationer som eftersträvar en balans mellan prestanda och kostnad.

4.3 Applikationsscenarier

Få-väggiga kolnanorörsmasterbatcher används huvudsakligen i medel-till-avancerat-tillväxtmarknader:

Hög-hastighet snabb-laddningsbatterier:Kombinera hög elektrisk ledningsförmåga och mekanisk stabilitet, lämplig för elektrolytsystem.

Flexibla skärmar:Mekanisk flexibilitet är bättre än rör med flera-väggar, med längre böjlivslängd.

Höga-temperaturbeständiga kompositmaterial:Strukturen faller mellan enkel-väggig och fler-väggig vägg, vilket kombinerar hög hållfasthet och lätt spridningsförmåga.

Bränslecellskatalysator stöder:Många katalytiskt aktiva ställen kan ersätta sällsynta metallkatalysatorer.

Kapitel 5: En tabell för att tydligt se skillnaderna mellan de tre typerna av kolnanorör masterbatches

Kapitel 6: Hur man väljer rätt typ av kolnanorör masterbatch?

Urvalsrekommendation Snabbreferenstabell

Kapitel 7: Shandong Tanfengs fördelar

Som tillverkare av kolnanorör återspeglas våra kärnfördelar inom området ledande masterbatches i:

Först täckning av alla typer av kolnanorör.Vi har samtidigt bemästrat produktionstekniken för enkel-väggiga, få-väggiga och fler-väggiga kolnanorör och kan flexibelt byta produkttyp efter kundens behov. Vi tillhandahåller en komplett produktmatris, från den ultimata prestandan hos enkel-väggiga rör till den ultra-höga kostnads-effektiviteten hos fler-väggar.

För det andra, exakt kontroll av innehållet i kolnanorör.Masterbatches med enkel-rör har en kolnanorörshalt på 1 %-6 %, fler-rörstamsatser har 15 %-20 % och fåväggiga rörförråd har 10 %-15 %. Kunder kan välja lämplig specifikation enligt deras applikationsbehov, eller kan skräddarsy justeringar.

För det tredje, matchning av bärare och kolnanorörstyp.Olika bärare (PP, PA, PC, ABS, EVA, etc.) är koordinerade med olika kolnanorörstyper för att uppnå optimal spridningseffekt och elektrisk ledningsförmåga.

För det fjärde, anpassningstjänst.Oavsett om du behöver den ultimata prestandan av enkel-väggiga rör, den ultra-höga kostnads-effektiviteten hos flerväggiga-rör, eller det balanserade valet av få-väggiga rör, kan vi tillhandahålla den produktlösning som bäst passar ditt applikationsscenario.

För det femte, ansökan teknisk support.Vi säljer inte bara masterbatches; Vi tillhandahåller även teknisk support för hela-processen från urval, bearbetning till testning, och hjälper kunderna att snabbt slutföra materialintroduktionen.

Kapitel 8: Slutsats

Typen av kolnanorör som används i kolnanorörs ledande masterbatches bestämmer prestandataket och kostnadspositionen för masterbatchen:

Masterbatch med enkel-rör:Ultimat prestanda, extremt låg tilläggsmängd, lämplig för avancerad elektronik, flyg och andra scenarier där det är "oumbärligt".

Få-väggiga rörförråd:Balanspunkten mellan prestanda och kostnad, lämplig för medel-till-höga-applikationer som snabbladdande-batterier och flexibla skärmar.

Fler-väggiga rörmasterbatch:Den högsta kostnads-effektiviteten, den mest mogna processen, som står för mer än 80 % av marknadsandelen och är arbetshästen för ledande plast.

Grundprincipen för urval:Välj enkel-vägg för ultimat prestanda, välj fler-vägg för kostnads-effektivitet och titta på få-väggar för ett balanserat val.

Om du kämpar med valet av ledande masterbatches av kolnanorör, vänligen kontakta oss - som en professionell tillverkare, Shandong Tanfeng tillhandahåller en komplett serie produkter inklusive enkel-väggig, få-väggig och fler-väggig, och är redo att arbeta med dig för att hitta den optimala lösningen för din produkt.