“21 世纪的纳米碳材料将像20世纪的铝材一样对人类社会发挥举足轻重的作用! ” 这句话是美国Applied科学公司总裁马斯·莱克的预言。位于俄亥俄州的Applied 科学公司是一家从事研发高级材料的企业。纳米碳材料是一种纵横比( 长度与直径比) 非常高的微小颗粒,类似于铝材那样具有高强度、质量轻的特点。添加使用在塑料中, 还可大大提高塑料制品的导电性和导热性能。
目前, 全球范围内纳米碳材料的主要供应商有: HyperionCatalysis 公司( 北美唯一) 、日本三井公司和Showa Denko 公司、以及Pyrograf 产品公司( Applied 科学公司的下属企业) 等4 家企业。后者开发出一种石墨纳米纤维试验品,其直径为100～200 纳米, 长度为100 微米, 纵横比为500～1000∶1。目前仅提供样品, 价格为70 美元/磅, 正在建造一家中试工厂。如果以0. 5%～5%的份量比例, 加入Pyrograf 公司生产的PF24 品级纳米碳纤维到塑料中, 塑料制品的刚度将会提高5 倍, 并且表面电阻值下降至1～1010 欧姆/ 平方米。
由Hyperion 公司生产的多壁纳米石墨管的颗粒中, 横向宽度仅有10 纳米, 长度为10～100 微米,其纵横比至少达到1000∶1。这些尺寸微小并弯曲性小的“ 细微纤维”, 在塑料加工过程中难以分散。
为了确保得到满意的分散效果,Hyperion 公司又生产提供了母料颗粒, 其中含有15%～20%的小纤维,这样又可降低0. 5%的添加材料重量。
据Hyperion 公司的营销经理帕特·柯林斯介绍说: 用这种细微纤维制成的混料适用于所有级别的电子频谱, 添加量可比普通碳纤维至少低50% , 体积也有相当大的差异。据报道说, 该种纳米碳管的韧性和延展性远远超过最好的传统导电性材料, 其粘性所受的影响也非常小, 因此这种细微纤维非常适合用于加工薄壁塑料制件, 且用其加工的外饰件也具有良好的表面质量,比用传统填料制成的混料收缩性和制品翘曲变形性都要小。
Hyperion 公司的产品已从最初的PA 6 和PA 66、PBT、PC 母料扩大至PEEK、PEI( GE 公司生产的Ultem 品牌聚醚酰亚胺) 、PPS、PA12 和PS 等母料, 接下来还将推出PP、PET、EVA 母料。包括PA 12在内, 目前的用途是在汽车燃料管线中代替金属。结合了优良的静电消散( ESD) 性能, 再加上高韧性,以及高抗破裂性带来了额外的安全性能。纳米碳管为基体制成的静电喷漆级混料只需在塑料配方中添加约2%～3%的份量, 塑料产品即可获得理想的导电性, 并达到A 级表面质量。
目前在纳米碳管的使用过程中,成本居高是主要的制约因素, 比如Hyperion 公司的小纤维都定价约50 美元/ 磅。柯林斯先生表示: 经过长期努力, 尤其是全球规模的生产厂家启动后, 其价格将会下降。
此外, RTP 公司导电材料的产品经理斯科特·柯贝纳介绍说: 添加4%～7%的RTP 公司出品的纳米碳管混料就可使塑料制品具有104～109 欧姆/ 平方米的表面电阻, 该公司的NTC 系列材料出现的冷、热点最少, 适合用于高纯度的静电消散和静电喷涂混料。该公司还将纳米碳管加入到高抗冲聚苯乙烯、聚甲醛和其它种类的工程树脂中。NTC 系列产品的定价比PAN 品级纤维混料的价格要高出25%～100%。
LNP 公司则可供应高纯度静电消散材料———“ 超干净Stat- Kon”,即在PEEK 和PEI 材料中添加纳米碳管, 用以生产晶片盒和磁盘驱动元件。它的离子污染据说比碳纤维材料要低65%～90%。
而田柯纳(Ticona) 公司可提供导电性PPS 系列材料, 采用了一种非传统的碳导电体, 这种新型物质据说具有许多纳米碳管的优点, 而且成本相当低。这种添加物和专门的合成技术据说可确保静电消散性能的精确“调校”。该材料也被人们形容为“ 干净” 材料———不脱落且离子污染低, 还可除去气味, 用于生产液晶显示器、电子存储介质和微电子包装盒等。(龙桑田译)
目前, 全球范围内纳米碳材料的主要供应商有: HyperionCatalysis 公司( 北美唯一) 、日本三井公司和Showa Denko 公司、以及Pyrograf 产品公司( Applied 科学公司的下属企业) 等4 家企业。后者开发出一种石墨纳米纤维试验品,其直径为100～200 纳米, 长度为100 微米, 纵横比为500～1000∶1。目前仅提供样品, 价格为70 美元/磅, 正在建造一家中试工厂。如果以0. 5%～5%的份量比例, 加入Pyrograf 公司生产的PF24 品级纳米碳纤维到塑料中, 塑料制品的刚度将会提高5 倍, 并且表面电阻值下降至1～1010 欧姆/ 平方米。
由Hyperion 公司生产的多壁纳米石墨管的颗粒中, 横向宽度仅有10 纳米, 长度为10～100 微米,其纵横比至少达到1000∶1。这些尺寸微小并弯曲性小的“ 细微纤维”, 在塑料加工过程中难以分散。
为了确保得到满意的分散效果,Hyperion 公司又生产提供了母料颗粒, 其中含有15%～20%的小纤维,这样又可降低0. 5%的添加材料重量。
据Hyperion 公司的营销经理帕特·柯林斯介绍说: 用这种细微纤维制成的混料适用于所有级别的电子频谱, 添加量可比普通碳纤维至少低50% , 体积也有相当大的差异。据报道说, 该种纳米碳管的韧性和延展性远远超过最好的传统导电性材料, 其粘性所受的影响也非常小, 因此这种细微纤维非常适合用于加工薄壁塑料制件, 且用其加工的外饰件也具有良好的表面质量,比用传统填料制成的混料收缩性和制品翘曲变形性都要小。
Hyperion 公司的产品已从最初的PA 6 和PA 66、PBT、PC 母料扩大至PEEK、PEI( GE 公司生产的Ultem 品牌聚醚酰亚胺) 、PPS、PA12 和PS 等母料, 接下来还将推出PP、PET、EVA 母料。包括PA 12在内, 目前的用途是在汽车燃料管线中代替金属。结合了优良的静电消散( ESD) 性能, 再加上高韧性,以及高抗破裂性带来了额外的安全性能。纳米碳管为基体制成的静电喷漆级混料只需在塑料配方中添加约2%～3%的份量, 塑料产品即可获得理想的导电性, 并达到A 级表面质量。
目前在纳米碳管的使用过程中,成本居高是主要的制约因素, 比如Hyperion 公司的小纤维都定价约50 美元/ 磅。柯林斯先生表示: 经过长期努力, 尤其是全球规模的生产厂家启动后, 其价格将会下降。
此外, RTP 公司导电材料的产品经理斯科特·柯贝纳介绍说: 添加4%～7%的RTP 公司出品的纳米碳管混料就可使塑料制品具有104～109 欧姆/ 平方米的表面电阻, 该公司的NTC 系列材料出现的冷、热点最少, 适合用于高纯度的静电消散和静电喷涂混料。该公司还将纳米碳管加入到高抗冲聚苯乙烯、聚甲醛和其它种类的工程树脂中。NTC 系列产品的定价比PAN 品级纤维混料的价格要高出25%～100%。
LNP 公司则可供应高纯度静电消散材料———“ 超干净Stat- Kon”,即在PEEK 和PEI 材料中添加纳米碳管, 用以生产晶片盒和磁盘驱动元件。它的离子污染据说比碳纤维材料要低65%～90%。
而田柯纳(Ticona) 公司可提供导电性PPS 系列材料, 采用了一种非传统的碳导电体, 这种新型物质据说具有许多纳米碳管的优点, 而且成本相当低。这种添加物和专门的合成技术据说可确保静电消散性能的精确“调校”。该材料也被人们形容为“ 干净” 材料———不脱落且离子污染低, 还可除去气味, 用于生产液晶显示器、电子存储介质和微电子包装盒等。(龙桑田译)
