Гранулиране на едно{0}}стенни въглеродни нанотръби

„Гранулирането“ на едно{0}}стенни въглеродни нанотръби (SWCNT) не е гранулиране в традиционния смисъл, а по-скоро процес на обработка на лек нано{1}}прах в гранулирани продукти, които са лесни за използване от клиентите надолу по веригата. Суровият SWCNT прах има "подобен на пепел-" външен вид, с изключително ниска насипна плътност (само 0,14 g/cm³), голям обем, слаба течливост и силно генериране на прах, което причинява три основни болни точки: трудно транспортиране, трудно претегляне и трудно разпръскване. Основната цел на гранулирането е да „намали обема, да увеличи плътността и да потисне праха“ - трансформирайки SWCNTs от „толкова леки, че се издухват с дъх“ в „изливат се и се използват директно“. Типичните гранулирани продукти могат да постигнат плътност от 0,5-1,0 g/cm³. Shandong Tanfeng New Material осигурява висока-чистота (по-голяма или равна на 98%) SWCNT прах, служейки като доставчик на висококачествени суровини за индустрията за гранулиране.

1. Защо гранулиран? „Трите гряха“ на суровия SWCNT прах

Суровият прах от въглеродни нанотръби-с една стена е с изключително ниска-плътност и пухкав, с голям обем, образуване на прах и лоша диспергируемост. Клиентите надолу по веригата обикновено не приемат директното използване на суров прах.

Всеки, който е работил с SWCNT, знае как изглежда прясно произведеният прах - като изключително лека „черна пепел“, способна да лети навсякъде с лек дъх. Това се определя от наномащабната структура на SWCNT: едно-стенните въглеродни нанотръби имат диаметър само 1-2 nm и аспектно съотношение, което може да достигне хиляди или дори десетки хиляди. Такива тънки нановлакна неизбежно изглеждат пухкави и флокулиращи в макроскопичен мащаб.

Тази морфология носи три основни болезнени точки при приложението:

Клиентите надолу по веригата - независимо дали са фабрики, произвеждащи проводяща паста или компании за модифицирана пластмаса, произвеждащи мастербачи -, често имат една и съща първа реакция, когато получат SWCNT прах: „Как трябва да използваме тези неща?“

Гранулирането е процес на превръщане на „черна пепел, която се издухва с дъх“ в „частици, които могат да бъдат изсипани и използвани директно“.

2. Същността на гранулирането: не "гранулиране", а "уплътняване"

Ядрото на „гранулирането“ на SWCNT е физическото компресиране и модификацията на повърхността, намаляване на специфичната повърхност, увеличаване на насипната плътност и потискане на праха, което позволява на нано-праха да има манипулация като конвенционалните прахообразни материали.

За разлика от пластмасовото гранулиране (рязане чрез екструзия на стопилка), SWCNT гранулирането е по-близко до „уплътняваща обработка“. Самите SWCNT не могат да издържат на високо-температурно топене (те се окисляват над 400 градуса във въздуха), така че не може да се използва термично гранулиране в стопилка.

SWCNT гранулирането обикновено приема следните технически пътища:

1. Гранулиране чрез сушене чрез пулверизиране

Дисперсията на SWCNT се впръсква във високо{0}}температурна сушилна кула чрез пулверизатор и капчиците бързо изсъхват, за да образуват сферични агломерирани частици. Този метод произвежда гранулирани продукти с контролируем размер на частиците и добра сферичност.

2. Висока-уплътняемост при срязване

Използване на големи сили на срязване за уплътняване на пухкавия SWCNT прах, разрушаване на неговата три{0}}измерна мрежеста структура, образуване на по-плътни агломерати. Принципът е подобен на „месене на тесто“ -, уплътняващо пухкавата мрежа от влакна в плътни частици.

3. Повърхностно покритие/Свързващо вещество-С помощта

Малко количество полимерно свързващо вещество се напръсква върху повърхността на SWCNT, което кара SWCNT да се „залепят“ заедно, за да образуват частици. Съдържанието на свързващо вещество трябва да се контролира на изключително ниско ниво (обикновено<5%) to avoid affecting electrical conductivity.

3. Стойността, донесена от гранулирането: от „суров материал“ до „търговски продукт“

След третиране с гранулиране SWCNT продуктите могат да намалят обема си с 5-10 пъти, основно да премахнат праха и да променят операциите по претегляне от „носене на противогаз“ към „директно изливане“. Това е ключова стъпка за преминаването на SWCNTs от лабораторията към индустрията.

Преди гранулиране:SWCNT имат насипна плътност от около 0,14 g/cm³. 50 kg материал може да запълни половин стая. Отварянето на торбата води до вдигане на прах. Претеглянето трябва да се извърши в абсорбатор.

След гранулиране:Плътността на SWCNT може да достигне 0,5-1,0 g/cm³, обемът намалява 5-7 пъти. Гранулираната форма тече свободно. Претеглянето включва директно изливане в контейнер, почти без прах.

Практическа стойност за клиенти надолу по веригата:

4. Гранулиран срещу не-гранулиран: Как да изберем?

Обработката на гранулиране е по-подходяща за сценарии на "сухо смесване", като пластмасови мастербачи и покрития. Сценариите на "мокра дисперсия", като проводими пасти, имат относително по-свободни изисквания за морфологията на суровините.

Не всички потребители на SWCNT се нуждаят от гранулирани продукти.

Понастоящем обработката на гранулиране не е 100% задължителна стъпка в SWCNT индустрията - някои- приложения от висок клас все още са склонни да използват суров прах (за да се избегне въвеждането на примеси или разрушаването на структурата на SWCNT по време на гранулирането). Въпреки това, за широкомащабни-промишлени приложения, гранулирането се превръща в „стандарт“.

5. SWCNT „гранулиране“ и „растеж“: разделение на труда нагоре и надолу по веригата в индустриалната верига

SWCNT "гранулирането" е процес надолу по веригата в процес на подготовка; нагоре е каталитичен растеж. Високо{1}}качественото гранулиране зависи от високо-качествения суров прах.

За да разберем гранулирането на SWCNT, първо трябва да разберем „източника“ на подготовката на SWCNT -.

Текущата основна промишлена технология за подготовка на SWCNTs е методът за химическо отлагане на пари на плаващ катализатор (FCCVD): прекурсорите на катализатора и газовете източници на въглерод се крекират във високо-температурен реактор при 1000-1500 градуса и SWCNT „растат“ на повърхността на наночастиците на катализатора. Произведените SWCNT напускат реактора като флокулентна „мрежа от въглеродни нанотръби“ в газовия поток и се отлагат в колектор, образувайки суров прах.

Този суров прах е "суровината" за процеса на гранулиране.

Следователно индустриалната верига SWCNT образува ясна три{0}}структура:

6. Нов материал Shandong Tanfeng: професионален доставчик на SWCNT прах с висока-чистота

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. осигурява високо-чистота (по-голяма или равна на 98%) прах от въглеродни нанотръби с една-стена, служейки като високо-качествен доставчик на суровини за индустрията за гранулиране.

Без значение колко сложен е процесът на гранулиране, неговият таван на качеството се определя от качеството на суровия SWCNT прах.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. е точно такава компания, вкоренена в SWCNT прах с висока-чистота:

Едно{0}}обобщение на изречение:Гранулирането е „трансформацията“, която превръща SWCNT от „лабораторно чудо“ във „фабрична суровина“. И първата стъпка в тази „трансформация“ е партида от висока-чистота, стабилен SWCNT прах -, който е точно експертната област на Shandong Tanfeng New Material.

Резюме: Бърз справочник за информация за гранулиране на ядро ​​SWCNT

Едно{0}}обобщение на изречение:Гранулирането на едно-стенни въглеродни нанотръби не е „създаване на частици от нищото“, а „компресиране на пепелта-като чудо в използваем инструмент“ - това е необходимият път за преминаване на SWCNTs от наномащаба към индустриалния мащаб.