导电添加剂-利用碳纳米管提高聚合物复合材料的导电性

单壁碳纳米管(SWCNTs)是非常有效的添加剂，提高聚合物基材料的导电性。欧洲杯足球竞彩与目前最流行的添加剂炭黑相比，它们的威力可达1000倍，而且不会造成任何材料强度或外观上的损失。然而，该技术仍在发展中，在复合材料中添加SWCNTs可能很棘手。

AZoM与OCSiAl的Zakhar Bolshakov谈论了他们开发的一种新型swcnts添加剂溶液TUBALL。TUBALL承诺尽可能简单有效地将SWCNTs添加到聚合物复合材料中。

如果单壁碳纳米管(SWCNTs)在提高聚合物导电性方面如此有效，为什么它们不是用于此目的的最常用添加剂?

如果你回顾任何一种材料的历史，很明显，从这种材料的发明到工业上大量使用，都需要一段时间。纳米管是最近在20世纪90年代发现的，这意味着这项技术仍在发展中。然而，我们现在看到在这一领域的投资正在增加。

炭黑是目前应用最广泛的导电添加剂。正如人们很久以前在19世纪80年代发现的那样，有许多成熟的公司生产大量导电炭黑。导电炭黑生产技术已达到生产效率的极限，无法进一步降低成本。

然而，如果你看SWCNTs在美国，就制造能力和压低成本而言，它们只是处于发展的开端。

碳纳米管正在稳步（如果不是很快的话）进入市场。很快，我们将看到用于生产它们的技术的重大改进，以及单壁纳米管成本的进一步降低。这将给市场带来革命性的变化。

单壁碳纳米管示意图。年代hutterstock.com |塞巴斯蒂安Kaulitzki

像炭黑这样的添加剂会引起什么问题?

在材料中加入广泛使用的导电添加剂炭黑时，面临三个关键问题。欧洲杯足球竞彩

这些问题中最基本的是你必须添加很多东西。例如，如果你需要在使用标准导电炭黑的聚合物中达到104欧姆•厘米的体积电阻率水平，这将需要高达10%甚至更多的添加剂。这本身就有问题，因为与添加相关的成本。

如此大体积的炭黑还会导致另一个问题——拥有如此大体积的炭黑会导致材料的机械强度降低。这意味着制造商经常需要在强度和导电性之间做出妥协。

第三个问题是美观，因为需要高剂量的炭黑，它会使材料完全变黑。

添加SWCNTs如何解决这些问题?

仅仅通过观察导电炭黑和SWCNTs的显微镜图像，你就会非常清楚地看到SWCNTs是碳的最终形式。

既然工业规模合成SWCNTs的技术已经开发出来，这些纳米管就不应该取代目前使用的所有炭黑，这基本上没有理由。

SWCNTs的长径比非常高，可以达到2.5 000以上。这种高纵横比意味着，通过使用更低的负载，渗流阈值就可以达到，超过这个阈值，阻力会显著下降。因此，与导电炭黑或其他添加剂相比，您需要添加更少的导电SWCNTs，以达到目标电导率水平。

例如，要在聚合物中实现104欧姆•厘米的体积电阻率，无需添加10%的SWCNTs，只需添加0.05%，比使用炭黑时所需的体积电阻率少1000倍。

另一个优点是，所需SWCNTs的负载较低，这意味着机械强度没有下降。事实上，这种材料的机械强度是由又长又细的纳米管“线”网状而成，形成的3D网络增强了材料的强度。

此外，所需的小负载意味着材料的颜色不受影响。这使得制造商能够生产彩色导电材料，这是使用任何其他标准导电添加剂都无法实现的。欧洲杯足球竞彩

SWCNTs可形成三维网络，增加其加入材料的强度。欧洲杯足球竞彩

OCSiA欧洲杯足球竞彩l的swcnts添加剂TUBALL可以有效地添加到哪些材料中?

目前，SWCNTs可应用于除钢以外的任何材料。我们已经开发了不同聚合物的试点技术，包括聚酯和环氧树脂，聚氨酯和PVC。我们可以将它们应用于所有的弹性体，如硅酮、橡胶和乳胶。它们也可以应用于涂料和锂电池。

这些结果已经得到了德国汉堡科技大学等独立研究机构和众多客户的验证。

目前，我们在水泥和铝中使用纳米管取得了一些积极的实验室结果。然而，我们需要时间为这些材料开发大规模的工业制造技术。考虑到这些材料的高产量，我相信，一旦我们在这些行业取得预期成果，就会对材料世界产生巨大影响。欧洲杯足球竞彩

如何简化将TUBALL添加到材质矩阵的过程？

由于单壁碳纳米管的性质，将它们添加到材料的基体中并非易事。

纳米管之间具有吸引力的范德华力导致它们彼此粘附并团聚，这使得纳米管彼此粘附，并导致进一步的团聚。理想情况下，我们需要将单独的纳米管分散到材料中，以实现强化和导电网络。然而，这并不容易。

我们已经意识到，OCSiAl必须在分散技术的开发上进行大量投资。目前，该公司开发了以单壁碳纳米管为基础的浓缩物和母粒为代表的中间产品，这些产品适合各种应用，如聚合物、热塑性塑料、树脂、弹性体、涂料等。

这是一个非常复杂的过程。我们的色母粒很容易稀释，它们可以使用标准设备进行加工，这大大简化了我们产品的使用。2020欧洲杯下注官网

TUBALL束的高分辨率TEM图像

您认为基于tuball的各种解决方案中，哪一个最有潜力?哪些应用?

我们相信，今天我们的产品可以应用于两个主要领域。

第一个主要应用领域是电导率。

这里的先驱是电池行业，尤其是锂电池。接下来我要提到热固性树脂:环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂。我们在俄罗斯、欧洲和其他国家已经有许多领先的公司使用TUBALL生产成功的热固性树脂导电产品。

然后我不得不提到热塑性塑料，这可能是目前使用导电炭黑的最大的具有最高电势的区域;在不久的将来，OCSiAl对这个行业有令人印象深刻的计划。

第二个是需要加强机械强度的地方——这是一种我们没有限制的现象。

如今，高达35%的二氧化碳排放与材料有关，包括其生产过程和运输等其他活动产生的排放。欧洲杯足球竞彩当我们成功地改善了材料的力学性能，使它们更坚固、更轻，我们欧洲杯足球竞彩就可以改善人类生活，缓解全球变暖问题。

在我看来，这一领域有着巨大的潜力，我们正在非常积极地开发专门为解决这类问题而设计的母料和浓缩物。

OCSiAl最近开发了TUBALL MATRIX。你能告诉我们更多吗?

我认为TUBALL MATRIX是最有效的环氧树脂和聚酯树脂。也可用于制造聚氨酯(PU)树脂和聚氯乙烯(PVC)。

TUBALL MATRIX的一个关键优势是，它可以在0.1%的超低剂量下实现永久均匀电导率的目标水平。由于TUBALL MATRIX的用量极低，因此生产的导电部件可以保持原有的颜色，与其他添加剂相比，它不会导致基体材料的粘度或密度显著增加。欧洲杯足球竞彩此外，TUBALL MATRIX保持甚至提高各种机械性能。

但最重要的一点是，值得强调的是，当使用TUBALL MATRIX时，制造商不必对其生产技术进行任何更改。唯一推荐的要求是使用十叶片叶轮以2000转/分钟的速度混合化合物20分钟。

您认为TUBALL MATRIX对哪些行业的影响最大?

TUBALL MATRIX可能是目前市场上最好的导电浓缩物之一。可用于热固性、塑料、树脂、弹性体等。肯定会受到巨大影响的行业包括汽车、石油、石化、天然气、电子、采矿、化工、医疗保健和制药行业。

TUBALL MATRIX可广泛应用于矿山、电子、化工厂和加油站的设备。2020欧洲杯下注官网它也可用于灰尘不美观的产品，例如汽车内饰。TUBALL MATRIX是一种很好的解决方案，适用于抗静电环氧地板和电子产品、可燃粉末或液体包装生产商。

我们的读者在哪里可以找到关于OcSiAl和TUBALL系列swcnts添加剂的更多信息?

首先要看的是我们的网站，在那里你可以找到关于我们的技术和我们提供的不同TUBALL添加剂的信息。

我们也非常乐意收到你的来信。如果你有任何关于TUBALL如何可以改善你的材料的问题，不要犹豫，联系。欧洲杯足球竞彩

关于查克Bolshakov

专注于聚合物单壁碳纳米管解决方案的开发。

任职经历:在DUN & BRADSTREET Corp.的a.c.n elson公司担任市场调研助理;公司刊物《经济战略》的副主编;经济战略研究所项目经理;Agromasholding市场研究和战略规划主管Sibmashholding战略营销总监;合资公司AGCO SM.group营销总监;农贸市场营销总监;SYGMA.innovations特殊项目总监;OCSiAl集团副总裁。

学历:莫斯科电子技术学院(莫斯科，1996年);凯斯西储大学(美国克利夫兰);英国伦敦金斯顿大学商学院MBA;莫斯科,2000);经济学博士(全球航空航天和国防工业)- IMEMO RAN(莫斯科，2003)。