Granulacja jedno-ściennych nanorurek węglowych

„Granulacja” jedno-jednościennych nanorurek węglowych (SWCNT) nie jest granulacją w tradycyjnym sensie, ale raczej procesem przetwarzania lekkiego nano-proszku w granulowane produkty, które są łatwe w użyciu dla dalszych klientów. Surowy proszek SWCNT ma wygląd-podobny do popiołu, ma wyjątkowo niską gęstość nasypową (tylko 0,14 g/cm3), dużą objętość, słabą płynność i silne wytwarzanie pyłu, co powoduje trzy główne problemy: trudny transport, trudne ważenie i trudną dyspersję. Podstawowym celem granulacji jest „zmniejszenie objętości, zwiększenie gęstości i stłumienie pyłu” -, przekształcając SWCNT z „tak lekkich, że wydmuchuje się jednym oddechem” w „wylewane i używane bezpośrednio”. Typowe produkty granulowane mogą osiągnąć gęstość 0,5-1,0 g/cm3. Nowy materiał Shandong Tanfeng New Material zapewnia-czystość proszku SWCNT (większą lub równą 98%), służąc jako dostawca wysokiej jakości surowców dla przemysłu granulacyjnego.

1. Dlaczego granulat? „Trzy grzechy” surowego proszku SWCNT

Surowy proszek z jedno-ściennych nanorurek węglowych ma wyjątkowo niską-gęstość i jest puszysty, ma dużą objętość, wytwarza pył i ma słabą dyspergowalność. Klienci dalsi na ogół nie akceptują bezpośredniego stosowania surowego proszku.

Każdy, kto pracował z SWCNT, wie, jak świeżo wyprodukowany proszek wygląda - jak niezwykle lekki „czarny popiół”, który może latać wszędzie z delikatnym oddechem. Określa to struktura SWCNT w nanoskali: jedno-ścienne nanorurki węglowe mają średnicę zaledwie 1–2 nm i współczynnik kształtu sięgający tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy. Takie smukłe nanowłókna nieuchronnie wydają się puszyste i kłaczkowate w skali makroskopowej.

Ta morfologia wiąże się z trzema głównymi problemami związanymi z aplikacją:

Dalsi klienci, - niezależnie od tego, czy są to fabryki produkujące pastę przewodzącą, czy też firmy produkujące modyfikowane tworzywa sztuczne, produkujące przedmieszki -, często mają tę samą pierwszą reakcję, gdy otrzymują proszek SWCNT: „Jak mamy użyć tego materiału?”

Granulacja to proces przekształcania „czarnego popiołu, który rozwiewa się wraz z oddechem” w „cząsteczki, które można wysypać i bezpośrednio wykorzystać”.

2. Istota granulacji: nie „granulacja”, ale „zagęszczanie”

Istotą „granulacji” SWCNT jest fizyczne ściskanie i modyfikacja powierzchni, zmniejszanie powierzchni właściwej, zwiększanie gęstości nasypowej i tłumienie pyłu, dzięki czemu nano-proszek ma łatwość obsługi jak konwencjonalne materiały proszkowe.

W przeciwieństwie do granulacji tworzyw sztucznych (cięcie przez wytłaczanie ze stopu), granulacja SWCNT jest bliższa „obróbce zagęszczającej”. Same SWCNT nie są w stanie wytrzymać topnienia w wysokiej-temperaturze (utleniają się w powietrzu w temperaturze powyżej 400 stopni), dlatego nie można zastosować granulacji termicznej ze stopu.

Granulacja SWCNT zazwyczaj przyjmuje następujące ścieżki techniczne:

1. Granulacja suszenia rozpyłowego

Dyspersja SWCNT jest natryskiwana do-wieży suszącej o wysokiej temperaturze przez atomizer, a kropelki szybko wysychają, tworząc kuliste aglomerowane cząstki. Metodą tą otrzymuje się produkty ziarniste o kontrolowanej wielkości cząstek i dobrej kulistości.

2. Zagęszczenie przy wysokim-ścinaniu

Użycie dużych sił ścinających do zagęszczenia puszystego proszku SWCNT, niszcząc jego trójwymiarową-strukturę sieciową i tworząc gęstsze aglomeraty. Zasada jest podobna do „zagniatania ciasta” - zagęszczającego puszystą sieć włókien w gęste cząstki.

3. Powłoka powierzchniowa/spoiwo-wspomagane

Niewielką ilość spoiwa polimerowego natryskuje się na powierzchnię SWCNT, co powoduje, że SWCNT „sklejają się” ze sobą, tworząc cząstki. Zawartość spoiwa musi być kontrolowana na bardzo niskim poziomie (zazwyczaj<5%) to avoid affecting electrical conductivity.

3. Wartość granulacji: od „surowca” do „produktu handlowego”

Po granulacji produkty SWCNT mogą zmniejszyć objętość 5-10 razy, zasadniczo wyeliminować kurz i zmienić operacje ważenia z „noszenie maski gazowej” na „bezpośrednie nalewanie”. Jest to kluczowy krok dla SWCNT w przejściu z laboratorium do przemysłu.

Przed granulacją:SWCNT mają gęstość nasypową około 0,14 g/cm³. 50 kg materiału, który może wypełnić połowę pomieszczenia. Otwarcie worka powoduje uniesienie się kurzu. Ważenie należy przeprowadzać pod wyciągiem.

Po granulacji:Gęstość SWCNT może osiągnąć 0,5-1,0 g/cm3, objętość zmniejszona 5-7 razy. Forma granulowana przepływa swobodnie. Ważenie polega na bezpośrednim nasypywaniu do pojemnika, prawie bez pyłu.

Praktyczna wartość dla dalszych klientów:

4. Granulowany a niegranulowany-: jak wybrać?

Obróbka granulacyjna jest bardziej odpowiednia w przypadku scenariuszy „mieszania na sucho”, takich jak przedmieszki i powłoki z tworzyw sztucznych. Scenariusze „mokrej dyspersji”, takie jak pasty przewodzące, mają stosunkowo luźniejsze wymagania dotyczące morfologii surowca.

Nie wszyscy użytkownicy SWCNT potrzebują produktów w postaci granulatu.

Obecnie obróbka granulacji nie jest etapem w 100% obowiązkowym w branży SWCNT - w niektórych- zaawansowanych zastosowaniach nadal zwykle wykorzystuje się surowy proszek (aby uniknąć wprowadzenia zanieczyszczeń lub zniszczenia struktury SWCNT podczas granulacji). Jednak w przypadku zastosowań przemysłowych-na dużą skalę granulacja staje się „standardem”.

5. SWCNT „Granulacja” i „Wzrost”: Podział pracy na wyższym i niższym szczeblu łańcucha przemysłowego

„Granulacja” SWCNT to dalszy proces przygotowania; powyżej znajduje się wzrost katalityczny. Wysoka-jakość granulacji zależy od-wysokiej jakości surowego proszku.

Aby zrozumieć granulację SWCNT, należy najpierw zrozumieć „źródło” przygotowania SWCNT -.

Obecną główną technologią przemysłowego przygotowania SWCNT jest metoda chemicznego osadzania z fazy gazowej katalizatora pływającego (FCCVD): prekursory katalizatorów i gazy będące źródłem węgla są krakowane w-reaktorze wysokotemperaturowym w temperaturze 1000–1500 stopni, a SWCNT „rosną” na powierzchni nanocząstek katalizatora. Wytworzone SWCNT opuszczają reaktor w postaci kłaczkowatej „sieci nanorurek węglowych” w strumieniu gazu i osadzają się w kolektorze, tworząc surowy proszek.

Ten surowy proszek jest „surowcem” w procesie granulacji.

Dlatego łańcuch branżowy SWCNT tworzy wyraźną strukturę trójwarstwową-:

6. Nowy materiał Shandong Tanfeng: profesjonalny dostawca proszku SWCNT o-czystości

Firma Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. zapewnia wysoką-czystość (większą lub równą 98%) jednościennych-proszków nanorurek węglowych, będąc-dostawcą wysokiej jakości surowców dla przemysłu granulacyjnego.

Niezależnie od tego, jak skomplikowany jest proces granulacji, jego górna granica jakości zależy od jakości surowego proszku SWCNT.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. jest dokładnie taką firmą, której korzenie sięgają-proszku SWCNT o wysokiej czystości:

Podsumowanie w jednym-zdaniu:Granulacja to „transformacja”, która przekształca SWCNT z „cudu laboratoryjnego” w „surowiec fabryczny”. Pierwszym krokiem w tej „transformacji” jest partia-stabilnego proszku SWCNT o wysokiej czystości-, co jest właśnie obszarem specjalizacji firmy Shandong Tanfeng New Material.

Podsumowanie: Skrócona instrukcja dotycząca informacji o granulacji rdzenia SWCNT

Podsumowanie w jednym-zdaniu:Granulacja-jednościennych nanorurek węglowych nie polega na „tworzeniu cząstek z niczego”, ale na „kompresowaniu popiołu-jak cud w użyteczne narzędzie” -. Jest to niezbędna droga, aby SWCNT mogły przejść od skali nano do skali przemysłowej.