ปริมาณการเติมที่เหมาะสมของท่อนาโนคาร์บอนคือเท่าใด?

ในการวิจัยและพัฒนาพลาสติกดัดแปลง แบตเตอรี่สำรอง และสารเคลือบชนิดพิเศษ ท่อนาโนคาร์บอนถือเป็น "สารเติมแต่งทางอุตสาหกรรม" อย่างแท้จริงสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม วิศวกรจำนวนมากล้มเหลวตั้งแต่เริ่มต้น: การเติมน้อยเกินไปไม่มีผลใดๆ การเติมมากเกินไปไม่เพียงทำให้ต้นทุนสูงขึ้น แต่ยังทำให้ผงจับกันเป็นก้อน นำไปสู่ความล้มเหลวในการประมวลผล ปริมาณการเติมท่อนาโนคาร์บอนที่เหมาะสมคือเท่าใด นี่ไม่ได้เป็นตัวเลขที่ตัดสินใจโดยการคาดเดา แต่เป็นตัวบ่งชี้ที่ยากซึ่งกำหนดโดยเกณฑ์การซึมผ่านของวัสดุศาสตร์และรีโอโลยี การซ้อนวัสดุแบบสุ่มสี่สุ่มห้าจะเป็นการต่อต้านเท่านั้น วันนี้ เราจะใช้ข้อมูลเชิงปริมาณจริงเพื่อแยกปริมาณการบวกออกอย่างละเอียดในสถานการณ์ต่างๆ

1. ตรรกะพื้นฐาน: เหตุใดท่อนาโนคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นจึงไม่ดีกว่าเสมอไป

ปริมาณที่เพิ่มขึ้นของท่อนาโนคาร์บอนจะต้องเกิน "เกณฑ์การซึมผ่าน" เพื่อสร้างเครือข่ายสื่อกระแสไฟฟ้า แต่หลังจากเกินเกณฑ์ดังกล่าว การปรับปรุงประสิทธิภาพจะให้ผลตอบแทนลดลง และความหนืดของระบบจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ และทำให้ความสามารถในการแปรรูปแย่ลงอย่างมาก

หากต้องการทราบปริมาณการเติมที่เหมาะสมของท่อนาโนคาร์บอน คุณต้องเข้าใจทฤษฎีการซึมผ่านก่อน เมื่อปริมาณการเติมต่ำมาก หลอดจะถูกแยกออกจากเมทริกซ์และไม่นำไฟฟ้า เมื่อปริมาณการเติมถึงจุดวิกฤติ (เกณฑ์การซึมผ่าน) หลอดจะเหลื่อมกันทันทีเพื่อสร้างเครือข่ายการเจาะทะลุสามมิติ- และค่าการนำไฟฟ้าจะกระโดดตามขนาดหลายระดับ อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณข้ามจุดเปลี่ยนเว้านี้และเติมวัสดุต่อไป การนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยมาก แต่การพัวพันที่เกิดจากอนุภาคนาโนที่มีอัตราส่วน-กว้างยาว-สูงจะทำให้ความหนืดของระบบพุ่งสูงขึ้น ในกระบวนการฉีดขึ้นรูปหรือการอัดขึ้นรูป ปริมาณการเติมที่สูงหมายถึงแรงบิดของสกรูที่สูงมาก การไหลได้ต่ำมาก และการเปราะอย่างรุนแรง

2. สถานการณ์พลาสติกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า: จะวางตำแหน่งเกรดต้าน-ไฟฟ้าสถิตและสื่อไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำได้อย่างไร

ในพลาสติกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ปริมาณการเติมท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังหลาย-โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1%-5% ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนผนังชั้นเดียวต้องการเพียง 0.05%-0.5% การเติมมากเกินไปจะทำให้ความทนทานต่อแรงกระแทกและความเงาของพื้นผิวพลาสติกลดลงอย่างมาก

เกี่ยวกับปริมาณการเติมที่เหมาะสมของท่อนาโนคาร์บอน การดัดแปลงพลาสติกถือเป็นพื้นที่ทดสอบโดยทั่วไป เป้าหมายความต้านทานที่แตกต่างกันจะกำหนดปริมาณการเติม เพื่อให้บรรลุระดับการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์- (10⁶-10⁹ Ω/sq) การใช้ MWCNT 1-2% ก็เพียงพอแล้ว เพื่อให้บรรลุระดับการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า (<10² Ω/sq), 3-5% is needed. However, it must be noted that when the MWCNT addition amount exceeds 4%, the notched impact strength of most engineering plastics (such as PC, PA) will drop sharply by more than 30%, and the surface of injection-molded parts will become rough and matte.

การอ้างอิงข้อมูล: ข้อมูลการทดสอบการอัดขึ้นรูปสกรูคู่-ของห้องปฏิบัติการ Shandong Tanfeng New Material ในเมทริกซ์ PC

3. สารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม: ขีดจำกัดความแตกต่างระหว่าง 0.02% ถึง 1% อยู่ที่ไหน

ในแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียม ปริมาณการเติมของ-ท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังด้านเดียวโดยทั่วไปคือ 0.02%-0.1% และท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังหลาย-คือ 0.5%-1.5% ค่าต่ำเกินไปไม่สามารถสร้างเครือข่ายสื่อกระแสไฟฟ้าระยะไกลได้ ในขณะที่ค่าสูงเกินไปจะทำให้พื้นที่วัสดุที่ใช้งานอยู่หนาแน่นเกินไป และทำให้ประสิทธิภาพการเคลือบอิเล็กโทรดแย่ลงอย่างมาก

เมื่อต้องดิ้นรนกับปริมาณที่เหมาะสมของท่อนาโนคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นในสนามแบตเตอรี่ลิเธียม มันเป็นเกมระหว่าง "ความหนาแน่นของพลังงาน" และ "การนำไฟฟ้าทางอิเล็กทรอนิกส์" ท่อนาโนคาร์บอนไม่ได้กักเก็บลิเธียม การเติมมากเกินไปโดยอ้อมจะลดสัดส่วนของผงแคโทด (LFP/NCM) ส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงโดยตรง นอกจากนี้ ความเข้มข้นสูงของ CNT จะทำให้สารละลายเกิด thixotropy ที่รุนแรง ทำให้การเคลือบอิเล็กโทรดมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วนหรือรอยแตกร้าวได้ง่ายมาก

4. การเคลือบและกาว: การชักเย่อ-ขั้นสูงสุดของ-สงครามระหว่างความหนืดและการนำไฟฟ้า

ในระบบของเหลวที่มีความหนืดต่ำ- (เช่น สารเคลือบที่มีน้ำ- กาวอีพอกซี) การเติมท่อนาโนคาร์บอนมากกว่า 1.5% จะทำให้เกิดเจลและเศษได้ง่ายมาก จำเป็นต้องพึ่งพาอัตราส่วนกว้างยาวและเทคโนโลยีก่อน-การกระจายเพื่อควบคุมปริมาณการเพิ่มภายในช่วงที่ปลอดภัยที่ 0.5%-1.5%

ความทนทานของระบบเรซินเหลวนั้นต่ำกว่าพลาสติกมาก หากไม่มีแรงเฉือนอันทรงพลังของเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่- การเติม CNT ในของเหลวที่มีความหนืดต่ำ-ในปริมาณสูงจะเกิดการตกตะกอนหรือก่อตัวเป็นเจลเครือข่าย ส่งผลให้เรซินกลายเป็น "แป้งสีดำ" โดยตรงซึ่งไม่สามารถพ่นได้ ณ จุดนี้ ปริมาณการเติมท่อนาโนคาร์บอนที่เหมาะสมคือเท่าใด คำตอบคือใช้หลอดที่มีอัตราส่วน-อัตราส่วนภาพ-สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น มี SWCNT เพียง 0.1% เท่านั้นที่สามารถทำให้อีพอกซีเรซินเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ ในขณะที่ MWCNT อาจต้องเพิ่มมากถึง 1% เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน และ 1% ของ MWCNT ได้เพิ่มความหนืดเป็นสองเท่าแล้ว

5. ความก้าวหน้าของผู้ผลิต: มณฑลซานตง Tanfeng ช่วยให้คุณบรรลุประสิทธิภาพที่ดีขึ้นโดยการใช้สารน้อยลงได้อย่างไร

การเลือกผู้ผลิตแหล่งที่มา เช่น Shandong Tanfeng ที่มี-อัตราส่วน-การปรับแต่งและวางอัตราส่วนสูง-เทคโนโลยีสามารถลดเกณฑ์การซึมผ่านของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมาก ทำให้ได้ประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าและกลไกที่สูงมากด้วยปริมาณการเติมที่ต่ำมาก หลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพในกระบวนการผลิตโดยสิ้นเชิง

หากคุณมักติดอยู่กับการไม่มีผลใดๆ ด้วยการเติมน้อยเกินไป และไม่สามารถดำเนินการได้มากเกินไป ปัญหาน่าจะอยู่ที่ตัววัตถุดิบเอง อัตราส่วนภาพไม่เพียงพอ ความบริสุทธิ์ต่ำเกินไป และไม่สามารถกระจายได้ ล้วนส่งผลให้เกณฑ์การซึมผ่านจริงสูงกว่าค่าทางทฤษฎีอย่างมาก ส่งผลให้คุณต้องเพิ่มวัสดุอย่างต่อเนื่อง ในฐานะผู้ผลิต CNT มืออาชีพ Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. ช่วยให้คุณกดจำนวนเงินเพิ่มเติมให้ถึงขีดจำกัดผ่านเทคโนโลยีพื้นฐาน:

การปรับแต่งอัตราส่วนภาพสูงพิเศษ-: The percolation threshold is inversely proportional to the aspect ratio. Through precise catalysis, Shandong Tanfeng provides multi-walled/single-walled carbon nanotubes with an aspect ratio >1000 ภายใต้ปริมาณการเติมที่เท่ากัน ความน่าจะเป็นที่ทับซ้อนกันจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 3 เท่า ทำให้ปริมาณการเติม MWCNT ในระบบแบตเตอรี่ LFP ลดลงจาก 1.2% เป็น 0.6% ในขณะที่ยังคงรักษาความต้านทานของแผ่นอิเล็กโทรดที่ต่ำมาก

การลบด้วยความบริสุทธิ์สูงพิเศษ-:สารเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ตกค้างคือตัวการที่ทำลายเครือข่ายนำไฟฟ้าและทำให้เกิดการคายประจุเองของแบตเตอรี่- Shandong Tanfeng ใช้กระบวนการทำให้บริสุทธิ์แบบพิเศษ ทำให้มีความบริสุทธิ์ของ MWCNT มากกว่า 99.9% เนื่องจากไม่มีสิ่งเจือปน "ครอบครองพื้นที่" ปริมาณการเติมที่มีประสิทธิภาพจึงมีความบริสุทธิ์มากขึ้น

พร้อม-เพื่อ-ใช้โซลูชันการวาง:เพื่อกำจัด "การเติมปลอมสูง" ที่เกิดจากการรวมตัวของผงโดยสิ้นเชิง Shandong Tanfeng จึงจัดหา-เพสต์ที่กระจายตัวแล้วสำหรับตัวทำละลาย NMP ระบบที่ใช้น้ำ- และระบบเรซินบริสุทธิ์ ขนาดอนุภาคที่กระจายในระดับไมครอน- (D90<5 μm) ensures that every gram of CNTs in the formulation is playing its role, helping you painfully squeeze out a 5%-10% profit margin on the formulation sheet.

บทสรุป

กลับมาที่คำถามหลัก ปริมาณการเติมท่อนาโนคาร์บอนที่เหมาะสมคือเท่าใด คำตอบไม่ได้เป็นเพียง 1% หรือ 2% แต่เป็นค่าวิกฤตที่แม่นยำซึ่งกำหนดร่วมกันโดยอัตราส่วนกว้างยาว ขั้วเมทริกซ์ และวิธีการประมวลผล คุณสามารถหยุดได้เมื่อข้ามเกณฑ์การซึมผ่าน การเติมวัสดุเข้าไปแบบสุ่มสี่สุ่มห้าจะส่งผลย้อนกลับโดยความหนืดและการเปราะเท่านั้น เพื่อให้บรรลุ "ปริมาณการติดตามที่มีประสิทธิภาพสูง" อย่างแท้จริง โดยอาศัยอัตราส่วน-อัตราส่วนภาพ-สูง -ความบริสุทธิ์สูง และ-ผลิตภัณฑ์เพสต์ที่กระจายตัวล่วงหน้าที่จัดหาโดยผู้ผลิตแหล่งต่างๆ เช่น Shandong Tanfeng ถือเป็นทางออกที่ดีที่สุดในการกระโดดออกจากหล่มของ "การเพิ่มปริมาณโดยไม่เพิ่มประสิทธิภาพ"