Forskjellene mellom enkelt-veggede, få-veggede og multi-veggede karbon nanorørs ledende masterbatcher

Forskjellene mellom enkelt-veggede, få-veggede og multi-veggede karbon nanorørs ledende masterbatcher

Konduktive masterbatcher for nanorør av karbon kan deles inn i tre hovedkategorier i henhold til typen karbon-nanorør som brukes: enkelt-single-walled carbon nano tube (SWCNT) masterbatch, få-fwalled carbon nano tube (FWCNT) masterbatch og multi-walled carbon nano tube (MchWCNTube) (MchWCNT) masterbatch (MchWCNT) Enkelt-rør-masterbatch har den beste elektriske ledningsevnen og den laveste tilsetningsmengden (0,05 %-0,2 % i sluttproduktet), men kostnaden er høyest, og den brukes i avansert elektronikk og romfart. Flervegget tube masterbatch har den høyeste kostnads-effektiviteten og den mest modne prosessen, med et karbon-nanorørinnhold på 15 %-20 % i masterbatchen, som står for mer enn 80 % av markedsandelen. Få-rør-masterbatch med vegger faller mellom de to, og kombinerer høy elektrisk ledningsevne og god spredningsevne. Kjernen i utvalget er: velg enkelt-vegger for ultimat ytelse, velg multi-vegger for kostnadseffektivitet, og se på fåvegger for et balansert valg.

Kapittel 1: Karbonnanorør i masterbatches er ikke "ett" materiale

Mange tror at karbon nanorør bare er "ett" materiale, men faktisk er de en familie.

Medlemmene av denne familien ser alle ut som "hule rør", men antallet rørvegger er forskjellig, noe som bestemmer deres respektive "personligheter" og "spesialiteter". I ledende masterbatcher, i henhold til typen karbon-nanorør som brukes, er de hovedsakelig delt inn i tre hovedkategorier av produkter: enkelt-veggede karbon-nanorør-masterbatcher, få-veggede karbon-nanorør-masterbatcher og multi-veggede karbon-nanorør-masterbatcher.

Selv om disse tre typene masterbatcher har lignende navn, har de store forskjeller i struktur, ytelse, kostnad og bruk. I dag, la oss sortere ting klart: hva er egenskapene til forskjellige typer karbon-nanorør i masterbatches? Og hvilke scenarier brukes de i?

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

2.1 Strukturelle egenskaper

Et enkelt- karbonnanorør (SWCNT) kan forestilles som et ark grafenpapir, bare ett atom tykt, sømløst rullet inn i en perfekt sylinder. Strukturen er veldig ren, med bare én overflate, og diameteren er bare 1-2 nanometer. De elektriske egenskapene til et enkelt-rør er unikt bestemt av dets kiralitet (vinkelen og diameteren på rullen) - ved å kontrollere kiraliteten, enten metalliske eller halvledende enkeltveggede rør kan produseres, noe andre typer karbonnanorør ikke kan oppnå.

2.2 Ytelse i Masterbatches

Elektrisk ledningsevne:Enkelt-veggede rør har den beste elektriske ledningsevnen blant nanorørfamilien av karbon. I studier av transparente ledende belegg er den optoelektroniske ytelsen til enkeltveggede rørnettverk betydelig bedre enn for fler-veggede rør. Dette er på grunn av den nesten perfekte én-dimensjonale strukturen til enkeltveggede rør, som tillater elektroner å gjennomgå "ballistisk transport" langs rørveggen nesten uten hindring.

Tilleggsbeløp:Karbonnanorørinnholdet i enkeltveggede rørmasterbatcher er vanligvis lavt (1 %-6 %), men bare 0,05 %–0,2 % er nødvendig i sluttproduktet for å oppnå den ledende effekten. Dette er fordi enkeltveggede rør har et ekstremt høyt sideforhold (opptil 10 000), og en svært liten mengde kan danne et "perkolasjonsnettverk" i matrisen.

Mekaniske egenskaper:Strekkstyrken til enkeltveggede rør kan nå 50–200 GPa, som er 100 ganger større enn stål. Når de legges til masterbatcher, kan de forsterke matrisen samtidig som de oppnår elektrisk ledningsevne.

2.3 Applikasjonsscenarier

Single-masterbatcher i karbon nanorør brukes hovedsakelig i høy-felt med ultimate ytelseskrav:

Høy-elektroniske enheter:Transistorer, sensorer, fleksible skjermer. Den halvledende egenskapen til enkeltveggede-rør gjør dem til et ideelt materiale for fremtidige brikker.

Komposittmaterialer for luftfart:Lettvekt, ultra-høy ​​styrkekrav, med lave tilsetningsmengder på 0,01–0,1 % for å oppnå funksjonalisering.

Gjennomsiktige ledende filmer:Ekstremt lav tilsetningsmengde, påvirker nesten ikke lystransmittans og farge.

Silisium-baserte anodebatterier:Med ekstremt høy fleksibilitet kan de danne et "nano-fjærnettverk under ekspansjon av silisiumpartikler.

2.4 Begrensninger

Hovedproblemet med enkeltveggede-rørmasterbatcher er høye kostnader. Synteseprosessen er kompleks, med ekstremt høye krav til katalysatorer og reaksjonsbetingelser, og prisen er mer enn 10 ganger høyere enn for flerveggede rør. Derfor er den kun egnet for bruk i scenarier der den er «uunnværlig».

Kapittel 3: Multi-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: The "Workhorse" of Industrialization

Flerveggede karbon-nanorør-masterbatcher står for mer enn 80 % av markedsandelen og er hovedvalget innen ledende plast.

3.1 Strukturelle egenskaper

Flerveggede karbon-nanorør (MWCNT) er som et sett med russiske hekkedukker, sammensatt av flere lag (vanligvis mer enn 5 lag) grafen konsentrisk nestet sammen, med lagene kombinert av van der Waals-krefter og en mellomlagsavstand på omtrent 0,34 nanometer. Diameteren er typisk 10-100 nanometer.

Det er defekter og spredning mellom lagene av fler-veggede rør, og ytelsen til et enkelt rør er ikke like god som til et enkelt-rør, men flerlagsstrukturen gir dem bedre slitestyrke og slagfasthet.

3.2 Ytelse i Masterbatches

Elektrisk ledningsevne:Selv om den elektriske ledningsevnen til rør med flere-vegger ikke er like god som for enkeltveggede-rør, er den fullstendig tilstrekkelig for de fleste ledende plastapplikasjoner (overflateresistivitet 10³-10⁶ Ω). I masterbatches er karbon-nanorørinnholdet typisk 15%-20%, og tilsetning av 2%-4% i sluttproduktet oppnår den ledende effekten.

Kostnadsfordel:Kostnaden for rør med flere-vegger er bare omtrent 1/10 av enkeltveggede-rør, som er den viktigste grunnen til at de dominerer markedet.

Dispergerbarhet:Det spesifikke overflatearealet til rør med flere-vegger er relativt lavt (80-200 m²/g), noe som gjør dispergering mindre vanskelig enn med enkeltveggede rør, og prosessen er moden med god batchstabilitet.

3.3 Applikasjonsscenarier

Flerveggede karbon-nanorør-masterbatcher er egnet for kostnadsfølsomme-industrielle bruksområder i stor-skala:

Vanlig ledende plast:Anti-transportbokser, IC-brett, elektronisk komponentemballasje.

Bildeler:Drivstoffledninger, motorens perifere komponenter (må være med ingeniørplast som PA).

Elektromagnetiske skjermingsmaterialer:5G kommunikasjonsutstyrshus, elektroniske apparater.

EVA skum skomaterialer:Anti-yttersåler, mellomsåler, tilleggsmengde 10 %-15 %, overflateresistivitet 10³-10⁵ Ω.

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

4.1 Strukturelle egenskaper

Få -veggede karbon-nanorør (FWCNTs) dannes ved konsentrisk rulling av 2-5 lag med grafen. Antall lag er mellom enkelt-vegg og flervegget. Diameteren er typisk 2-8 nanometer.

Få-veggede rør er en «stigende stjerne» som har tiltrukket seg mye oppmerksomhet de siste årene. De kombinerer den høye ledningsevnen til enkeltveggede-rør med den enkle dispergerbarheten til fler-veggede rør.

4.2 Ytelse i masterbatches

Ytelsen til få-veggede rør faller mellom enkelt-veggede og flerveggede-vegger:

Elektrisk ledningsevneer nær nivået til enkeltveggede-rør.

Dispergerbarheter bedre enn enkeltveggede-rør (relativt lavere spesifikt overflateareal).

Kosteer lavere enn enkeltveggede-rør, men høyere enn flerveggede-rør.

Denne "mellomveien" gir noen få-veggede rør unike fordeler i mellom-til-høye-applikasjoner som etterstreber en balanse mellom ytelse og kostnad.

4.3 Applikasjonsscenarier

Få-veggede karbon-nanorør-masterbatcher brukes hovedsakelig i mellom-til-høye-fremvoksende markeder:

Høy-hastighet hurtigladende-batterier:Kombiner høy elektrisk ledningsevne og mekanisk stabilitet, egnet for elektrolyttsystemer.

Fleksible skjermer:Mekanisk fleksibilitet er bedre enn rør med flere-vegger, med lengre bøyelevetid.

Høy-temperaturbestandige komposittmaterialer:Strukturen faller mellom enkelt-vegg og fler-vegg, og kombinerer høy styrke og lett dispergerbarhet.

Brenselcellekatalysator støtter:Mange katalytiske aktive steder kan erstatte sjeldne metallkatalysatorer.

Kapittel 5: En tabell for å se tydelig forskjellene mellom de tre typene karbon nanorør masterbatches

Kapittel 6: Hvordan velge riktig type karbon nanorør masterbatch?

Utvalgsanbefaling Hurtigreferansetabell

Kapittel 7: Shandong Tanfengs fordeler

Som produsent av karbon nanorør gjenspeiles våre kjernefordeler innen ledende masterbatcher i:

Først dekning av alle typer karbon nanorør.Vi har samtidig mestret produksjonsteknologien for enkelt-veggede, få-veggede og fler-veggede karbonnanorør, og kan fleksibelt bytte produkttype i henhold til kundenes behov. Fra den ultimate ytelsen til enkeltveggede-rør til den ultra-høye kostnads-effektiviteten til fler-veggede rør, vi tilbyr en komplett produktmatrise.

For det andre, presis kontroll av innholdet av karbon nanorør.Enkelt-rørmasterbatcher har et karbon-nanorørinnhold på 1 %-6 %, flerveggede rørmasterbatcher har 15 %-20 %, og fåveggede rørmasterbatcher har 10 %-15 %. Kunder kan velge riktig spesifikasjon i henhold til deres applikasjonsbehov, eller kan tilpasse justeringer.

For det tredje, matching av bærer og karbon nanorørtype.Ulike bærere (PP, PA, PC, ABS, EVA, etc.) er koordinert med ulike karbon nanorørtyper for å oppnå optimal spredningseffekt og elektrisk ledningsevne.

For det fjerde, tilpasningstjeneste.Enten du trenger den ultimate ytelsen til enkelt-veggede rør, den ultra-høye kostnads-effektiviteten til fler-veggede rør, eller det balanserte valget av få-veggede rør, kan vi tilby produktløsningen som passer best for ditt bruksområde.

For det femte, applikasjonsteknisk støtte.Vi selger ikke bare masterbatcher; Vi tilbyr også teknisk støtte for hele-prosessen fra valg, prosessering til testing, og hjelper kundene raskt med å fullføre materialintroduksjonen.

Kapittel 8: Konklusjon

Typen karbon-nanorør som brukes i ledende masterbatcher av karbon-nanorør, bestemmer ytelsestaket og kostnadsposisjoneringen til masterbatchen:

Enkelt-rør masterbatch:Ultimativ ytelse, ekstremt lav tilleggsmengde, egnet for avansert elektronikk, romfart og andre scenarier der det er "uunnværlig".

Få-masterbatch med vegger:Balansepunktet mellom ytelse og kostnad, egnet for middels-til-høye-applikasjoner som rask-lading av batterier og fleksible skjermer.

Flervegget tube masterbatch:-Den høyeste kostnads-effektiviteten, den mest modne prosessen, står for mer enn 80 % av markedsandelen, og er arbeidshesten til ledende plast.

Kjerneprinsipp for valg:Velg enkelt-vegger for ultimat ytelse, velg fler-vegger for kostnadseffektivitet-og se på få-vegger for et balansert valg.

Hvis du sliter med valget av ledende masterbatcher for nanorør av karbon, vennligst kontakt oss - som en profesjonell produsent, Shandong Tanfeng tilbyr en komplett serie produkter, inkludert enkelt-vegger, få-vegger og fler-vegger, og er klar til å samarbeide med deg for å finne den optimale løsningen for produktet ditt.