גרגירה של ננו-צינורות פחמן- בודדות

ה"גרנולציה" של ננו-צינוריות פחמן-יחידות (SWCNT) איננה גרנולציה במובן המסורתי, אלא תהליך של עיבוד אבקת ננו- קלת משקל למוצרים גרגירים שקל לשימוש ללקוחות במורד הזרם. אבקת SWCNT גולמית היא בעלת מראה "כמו אפר", עם צפיפות צבר נמוכה במיוחד (0.14 גרם/ס"מ3 בלבד), נפח גדול, יכולת זרימה לקויה ויצירת אבק חמורה, הגורמת לשלוש נקודות כאב עיקריות: הובלה קשה, שקילה קשה ופיזור קשה. מטרת הליבה של גרנולציה היא "להפחית את הנפח, להגביר את הצפיפות ולדכא אבק" - תוך הפיכת SWCNTs מ"כל כך קל שהם מתפוצצים בנשימה" ל"שפוך החוצה ולהשתמש ישירות". מוצרים מגורעים טיפוסיים יכולים להשיג צפיפות של 0.5-1.0 גרם/ס"מ³. Shandong Tanfeng New Material מספק טוהר- גבוה (שווה או גדול מ-98%) אבקת SWCNT, המשמשת כספק חומרי גלם איכותיים לתעשיית הגרנולציה.

1. למה גרנול? "שלושת החטאים" של אבקת SWCNT גולמית

אבקת ננו-צינורית פחמן חד-ת גולמית היא בצפיפות-נמוכה במיוחד ורכותית, עם נפח גדול, יצירת אבק ופיזור לקוי. לקוחות במורד הזרם בדרך כלל אינם מקבלים שימוש ישיר באבקה גולמית.

כל מי שעבד עם SWCNTs יודע איך נראית הפודרה הטרייה - כמו "אפר שחור" קל במיוחד, המסוגל לעוף לכל מקום בנשימה עדינה. זה נקבע על ידי המבנה הננומטרי של SWCNTs: ננו-צינוריות פחמן חד-דופנות בקוטר של 1-2 ננומטר בלבד ויחס רוחב-גובה שיכול להגיע לאלפי או אפילו לעשרות אלפים. ננו-סיביים דקים כאלה נראים בהכרח מנומרים וצפצופים בקנה מידה מקרוסקופי.

מורפולוגיה זו מביאה שלוש נקודות כאב עיקריות ליישום:

לקוחות במורד הזרם -, בין אם מפעלים המייצרים משחה מוליך או חברות פלסטיק שעבר שינויים המייצרים מאסטראצ'ים - לרוב מקבלים את אותה תגובה ראשונה כשהם מקבלים אבקת SWCNT: "איך אנחנו אמורים להשתמש בדבר הזה?"

גרנולציה היא תהליך של הפיכת "אפר שחור שנושב בנשימה" ל"חלקיקים שניתן לשפוך החוצה ולהשתמש ישירות".

2. מהות הגרנולציה: לא "גרנולציה", אלא "צפיפות"

הליבה של "גרנולציה" של SWCNT היא דחיסה פיזית ושינוי פני השטח, הפחתת שטח פנים ספציפי, הגדלת צפיפות הצבר ודיכוי אבק, מה שמאפשר לאבקת הננו- להיות בעלת יכולת טיפול בחומרי אבקה קונבנציונליים.

שלא כמו גרגיר פלסטיק (חיתוך שחול נמס), גרגיר SWCNT קרוב יותר ל"טיפול צפיפות". SWCNTs עצמם אינם יכולים לעמוד בהתכה-בטמפרטורה גבוהה (הם מתחמצנים מעל 400 מעלות באוויר), כך שלא ניתן להשתמש בגרגירת התכה תרמית.

גרגירת SWCNT מאמצת בדרך כלל את המסלולים הטכניים הבאים:

1. גרגירי ייבוש בהתזה

פיזור ה-SWCNT מרוסס לתוך מגדל ייבוש בטמפרטורה- גבוהה דרך מרסס, והטיפות מתייבשות במהירות ליצירת חלקיקים אגלומריים כדוריים. שיטה זו מייצרת מוצרים גרגירים עם גודל חלקיקים ניתן לשליטה וכדוריות טובה.

2. צפיפות-גבוהה

שימוש בכוחות גזירה גבוהים כדי לדחוס את אבקת ה-SWCNT הרכה, הורס את מבנה הרשת התלת-ממדי שלה, ויוצרים אגרופים צפופים יותר. העיקרון דומה ל"לישת בצק" - דחיסה של רשת הסיבים האוורירית לחלקיקים צפופים.

3. ציפוי משטח / קלסר-בסיוע

כמות קטנה של קלסר פולימרי מרוססת על משטח ה-SWCNT, מה שגורם ל-SWCNTs "להיצמד" זה לזה וליצור חלקיקים. יש לשלוט על תכולת הקלסר ברמה נמוכה במיוחד (בדרך כלל<5%) to avoid affecting electrical conductivity.

3. הערך שמביאה גרנולציה: מ"חומר גלם" ל"מוצר מסחרי"

לאחר טיפול גרנולציה, מוצרי SWCNT יכולים להפחית את הנפח פי 5-10, בעצם לסלק אבק ולשנות את פעולות השקילה מ"חבישת מסכת גז" ל"מזיגה ישירה". זהו צעד מפתח עבור SWCNTs לעבור מהמעבדה לתעשייה.

לפני גרנולציה:ל-SWCNT יש צפיפות של כ-0.14 גרם/ס"מ³. 50 ק"ג של חומר שיכול למלא חצי חדר. פתיחת השקית גורמת לעליית אבק. השקילה צריכה להיעשות במנדף.

לאחר גרנולציה:צפיפות SWCNT יכולה להגיע ל-0.5-1.0 גרם/ס"מ³, נפח מופחת פי 5-7. הצורה הגרגירית זורמת בחופשיות. השקילה כוללת מזיגה ישירה למיכל, כמעט ללא אבק.

ערך מעשי ללקוחות במורד הזרם:

4. מגורען לעומת לא-מגורען: איך לבחור?

טיפול גרנולציה מתאים יותר לתרחישים של "ערבוב יבש" כגון אבצויות פלסטיק וציפויים. לתרחישים של "פיזור רטוב" כגון משחות מוליכות יש דרישות רופפות יחסית למורפולוגיה של חומר הגלם.

לא כל משתמשי SWCNT זקוקים למוצרים מגורעים.

נכון לעכשיו, טיפול בגרגיר אינו שלב חובה של 100% בתעשיית ה-SWCNT - חלק מהיישומים הגבוהים-עדיין נוטים להשתמש באבקה גולמית (כדי להימנע מהחדרת זיהומים או הרס מבנה SWCNT במהלך הגרנולציה). עם זאת, עבור יישומים תעשייתיים בקנה מידה גדול-, גרנולציה הופכת ל"סטנדרט".

5. SWCNT "גרנולציה" ו"צמיחה": חלוקת עבודה במעלה ומורד הזרם בשרשרת התעשייה

"גרנולציה" של SWCNT הוא תהליך במורד הזרם בהכנה; במעלה הזרם יש צמיחה קטליטית. גרנולציה-באיכות גבוהה תלויה באבקה גולמית-באיכות גבוהה.

כדי להבין גרנולציה של SWCNT, יש להבין תחילה את ה"מקור" של הכנת SWCNTs -.

טכנולוגיית ההכנה התעשייתית המרכזית הנוכחית עבור SWCNTs היא שיטת התצהיר כימי של זרז צף (FCCVD): מבשרי זרז וגזי מקור פחמן נסדקים בכור בטמפרטורה גבוהה-ב-1000-1500 מעלות, ו-SWCNT "צומחים" על פני השטח של חלקיקי ננו זרז. ה-SWCNTs המיוצרים עוזבים את הכור כ"רשת ננו-צינוריות פחמן" פקקולנטית בזרם הגז ומפקידים בקולט ויוצרים אבקה גולמית.

אבקת גלם זו היא "חומר הגלם" לתהליך הגרנולציה.

לכן, שרשרת תעשיית ה-SWCNT יוצרת מבנה ברור של שלוש-שכבות:

6. חומר חדש של שאנדונג טנפנג: ספק מקצועי של אבקת SWCNT ברמת טוהר- גבוהה

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. מספקת -טוהר גבוה (יותר מ-98%) או שווה ל-98%) אבקת ננו-צינורית פחמן חד-דופן, משמשת כספקית חומרי גלם- באיכות גבוהה לתעשיית הגרנולציה.

לא משנה כמה מתוחכם תהליך הגרנולציה, תקרת האיכות שלו נקבעת על פי איכות אבקת ה-SWCNT הגולמית.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. היא בדיוק חברה כזו ששורשיה באבקת SWCNT בטוהר- גבוה:

סיכום-משפט אחד:גרנולציה היא ה"טרנספורמציה" שהופכת את ה-SWCNT מ"פלא מעבדתי" ל"חומר גלם במפעל". והשלב הראשון ב"טרנספורמציה" זה הוא אצווה של אבקת SWCNT יציבה {-בטוהר גבוה - שהיא בדיוק תחום המומחיות של שאנדונג טנפנג חומר חדש.

תקציר: עיון מהיר למידע על גרנולציה של Core SWCNT

סיכום-משפט אחד:הגרנולציה של ננו-צינורות פחמן חד-דופנות איננה "יצירת חלקיקים יש מאין", אלא "דחיסה של האפר-כמו פלא לכלי שמיש" - זה הנתיב ההכרחי עבור SWCNTs לעבור מהקנה המידה הננומטרי לקנה המידה התעשייתי.