Грануляція одностінних-вуглецевих нанотрубок

«Грануляція» одностінних вуглецевих нанотрубок (SWCNT) — це не грануляція в традиційному розумінні, а радше процес переробки легкого нано-порошку в гранульовані продукти, які зручні для подальшого використання. Необроблений порошок SWCNT має вигляд «-попелу» з надзвичайно низькою насипною щільністю (лише 0,14 г/см³), великим об’ємом, поганою сипучістю та сильним утворенням пилу, що спричиняє три головні проблеми: складне транспортування, складне зважування та складне розсіювання. Основною метою гранулювання є «зменшення об’єму, збільшення щільності та придушення пилу» -, перетворюючи SWCNT із «настільки легких, що вони здуваються з подихом» у «виливаються та використовуються безпосередньо». Типові гранульовані продукти можуть досягати щільності 0,5-1,0 г/см³. Shandong Tanfeng New Material забезпечує порошок SWCNT високої -чистоти (більше або дорівнює 98%), слугуючи постачальником високоякісної сировини для промисловості гранулювання.

1. Чому саме гранулят? «Три гріхи» необробленого порошку SWCNT

Необроблений порошок із одностінними вуглецевими нанотрубками- має надзвичайно низьку-щільність і пухнастість, з великим об’ємом, утворенням пилу та поганою розсіюваністю. Замовники нижчого ланцюга зазвичай не погоджуються використовувати сирий порошок безпосередньо.

Усі, хто працював із SWCNTs, знають, як виглядає щойно виготовлений порошок - як надзвичайно легкий «чорний попіл», здатний летіти скрізь із легким подихом. Це визначається нанорозмірною структурою SWCNT: одностінні-вуглецеві нанотрубки мають діаметр лише 1-2 нм і співвідношення сторін, яке може досягати тисяч або навіть десятків тисяч. Такі тонкі нановолокна неминуче виглядають пухнастими та хлоп’яними в макроскопічному масштабі.

Ця морфологія викликає три головні проблеми застосування:

Замовники нижчого рівня -, чи то фабрики, що виробляють електропровідну пасту, чи компанії, що виготовляють модифіковані пластмаси, що виготовляють маткові суміші -, часто мають однакову першу реакцію, коли вони отримують порошок SWCNT: «Як ми маємо використовувати цей матеріал?»

Гранулювання — це процес перетворення «чорного попелу, який здувається диханням», на «частинки, які можна висипати та використовувати безпосередньо».

2. Суть грануляції: не «грануляція», а «ущільнення»

Основою «грануляції» SWCNT є фізичне стиснення та модифікація поверхні, зменшення питомої площі поверхні, збільшення об’ємної щільності та придушення пилу, завдяки чому нано-порошок придатний для обробки, як звичайні порошкові матеріали.

На відміну від пластикової грануляції (різання екструзією розплаву), грануляція SWCNT ближче до «обробки ущільнення». SWCNT самі по собі не можуть витримувати високу-температуру плавлення (вони окислюються вище 400 градусів на повітрі), тому термічну грануляцію з розплаву використовувати не можна.

Грануляція SWCNT зазвичай виконує такі технічні шляхи:

1. Гранулювання розпилювальної сушки

Дисперсію SWCNT розпилюють у високо{0}}температурну сушильну башту через розпилювач, і краплі швидко висихають, утворюючи сферичні агломеровані частинки. Цей метод дає гранульовані продукти з контрольованим розміром частинок і хорошою сферичністю.

2. Висока-ущільненість при зсуві

Використання високих зсувних зусиль для ущільнення пухнастого порошку SWCNT, руйнування його три{0}}вимірної мережевої структури, утворення щільніших агломератів. Принцип подібний до «замішування тіста» -, ущільнюючи мережу пухнастих волокон у щільні частинки.

3. Покриття поверхні/зв’язуюче-за допомогою

Невелика кількість полімерного сполучного розпорошується на поверхню SWCNT, змушуючи SWCNT «злипатися» разом, утворюючи частинки. Вміст зв’язуючого має контролюватися на дуже низькому рівні (зазвичай<5%) to avoid affecting electrical conductivity.

3. Цінність гранулювання: від «сировини» до «комерційного продукту»

Після грануляційної обробки продукти SWCNT можуть зменшити об’єм у 5-10 разів, практично усунути пил і змінити операції зважування з «носіння протигазу» на «пряме наливання». Це ключовий крок для переходу SWCNT з лабораторії в промисловість.

Перед гранулюванням:ОУНТ мають об’ємну щільність приблизно 0,14 г/см³. 50 кг матеріалу може заповнити половину кімнати. Розкриття мішка викликає підйом пилу. Зважування необхідно проводити у витяжній шафі.

Після гранулювання:Щільність ОУНТ може досягати 0,5-1,0 г/см³, об'єм зменшується в 5-7 разів. Зерниста форма вільно розтікається. Зважування передбачає пряме переливання в ємність, майже без пилу.

Практична цінність для наступних клієнтів:

4. Гранульовані та не-грануловані: як вибрати?

Обробка грануляцією більше підходить для сценаріїв «сухого змішування», таких як пластикові маткові суміші та покриття. Сценарії «мокрої дисперсії», такі як електропровідні пасти, мають відносно слабші вимоги до морфології сировини.

Не всім користувачам SWCNT потрібні гранульовані продукти.

Наразі обробка грануляцією не є на 100% обов’язковим кроком у промисловості SWCNT - деякі високоякісні-додатки все ще мають тенденцію використовувати сирий порошок (щоб уникнути введення домішок або руйнування структури SWCNT під час гранулювання). Однак для великих-промислових застосувань гранулювання стає «стандартом».

5. SWCNT «Грануляція» та «Зростання»: розподіл праці в промисловому ланцюзі вгору та вниз

«Грануляція» SWCNT є подальшим процесом підготовки; вище за течією є каталітичним зростанням. Високо-якісне гранулювання залежить від високоякісного-порошку.

Щоб зрозуміти гранулювання SWCNT, потрібно спочатку зрозуміти «джерело» приготування SWCNT -.

Сучасною основною промисловою технологією підготовки SWCNT є метод хімічного осадження з парової фази на плаваючому каталізаторі (FCCVD): попередники каталізатора та гази-джерела вуглецю розщеплюються у високо-температурному реакторі при 1000-1500 градусів, і SWCNT «ростуть» на поверхні наночастинок каталізатора. Вироблені SWCNT залишають реактор у вигляді флокулентної «мережі вуглецевих нанотрубок» у потоці газу та осідають у колекторі, утворюючи сирий порошок.

Цей сирий порошок є «сировиною» для процесу гранулювання.

Тому промисловий ланцюг SWCNT утворює чітку три{0}}структуру:

6. Новий матеріал Shandong Tanfeng: професійний постачальник порошку SWCNT високої{1}}чистоти

Компанія Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. забезпечує високу-чистоту (більше або дорівнює 98%) із одностінними-порошками вуглецевих нанотрубок, служачи-постачальником високоякісної сировини для промисловості гранулювання.

Незалежно від того, наскільки складним є процес гранулювання, його якість визначається якістю необробленого порошку SWCNT.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. – це саме така компанія, що займається виробництвом порошку SWCNT високої-чистоти:

Короткий-речення:Грануляція — це «перетворення», яке перетворює SWCNT з «лабораторного дива» на «заводську сировину». І першим кроком у цьому «перетворенні» є партія високо-чистого, стабільного порошку SWCNT -, який є саме сферою компетенції Shandong Tanfeng New Material.

Резюме: Короткий довідник для інформації про грануляцію ядра SWCNT

Короткий-речення:Грануляція одностінних-вуглецевих нанотрубок — це не «створення частинок із нічого», а «стиснення попелу-як диво в інструмент, який можна використовувати» - це необхідний шлях для SWCNT для переходу від нанорозміру до промислового.