Správy z priemyslu
Keďže vodivé povlaky, vodivé atramenty a nové energetické materiály sa naďalej rozširujú, uhlíkové nanomateriály – grafén, uhlíkové nanorúrky a vodivé sadze – sa stali základnými funkčnými výplňami v týchto systémoch. Ale tieto materiály majú spoločnú definujúcu charakteristiku: extrémne vysoký povrch v kombinácii so silnou inherentnou tendenciou agregovať. Keď je disperzia neadekvátna, dôsledky siahajú ďaleko za vodivosť – siahajú do stability spracovania, skladovacieho výkonu a efektívnosti výroby.
Štyri dôsledky neadekvátnej disperzie grafénu
Re-aglomerácia prášku
Častice nanomateriálov ľahko vytvárajú sekundárne agregáty medzi sebou, čo podkopáva rovnomernosť disperzie, od ktorej závisí formulácia pre konzistentný výkon.
Zvýšená viskozita kaše
Systémy s vysokým obsahom pevných látok postavené na slabo rozptýlených uhlíkových nanomateriáloch sa často stávajú ťažko spracovateľnými, s neadekvátnymi tekutými vlastnosťami, ktoré komplikujú operácie nanášania náterov, tlače alebo odlievania.
Slabá stabilita pri skladovaní
Systémy náchylné na usadzovanie alebo opätovné zhrubnutie po odstátí strácajú časom svoju použiteľnosť, čím vzniká kvalitatívna variabilita medzi výrobou a miestom použitia.
Kolísanie vodivosti
Nerovnomerné rozptýlenie vedie k nestabilnej vodivej sieti v hotovom materiáli, čo priamo podkopáva konzistenciu konečného výkonu, pre ktorý bol materiál vybraný.
Prečo má samotná mechanická disperzia praktické limity
Bežným prístupom k zlepšeniu disperzie uhlíkových nanomateriálov je zvýšenie intenzity mletia alebo predĺženie času disperzie. To môže vyriešiť časť problému agregácie, ale pre materiály s veľmi vysokým špecifickým povrchom sa samotná mechanická energia snaží udržať stabilnú disperziu z dlhodobého hľadiska.
Spoliehanie sa výlučne na mechanickú silu na rozptýlenie uhlíkových materiálov s veľkou povrchovou plochou je ťažké udržať – a má tendenciu zvyšovať spotrebu energie aj náklady na spracovanie bez toho, aby sa proporcionálne zvýšila stabilita. Špeciálny disperzný systém, formulovaný špeciálne pre povrchovú chémiu týchto materiálov, poskytuje odolnejšie riešenie ako samotný mechanický vstup.
DH-6552W — Vodný disperzant pre uhlíkové nanomateriály
DH-6552W je a disperzant na vodnej báze vyvinutý špeciálne pre uhlíkové nanomateriály, poskytujúci účinnú zmáčaciu a disperznú schopnosť pre grafén, uhlíkové nanorúrky, vodivé sadze a vysokoštruktúrne sadze. Zlepšením medzifázového stavu týchto nanomateriálov vo formulácii znižuje tendenciu k agregácii a zlepšuje účinnosť disperzie.
| Oblasť výkonu | Effect | Relevantnosť |
| Zmáčanie a disperzia | Zlepšuje zmáčanie povrchov grafénu, CNT, vodivých sadzí a vysokoštruktúrnych sadzí | Znižuje počiatočnú agregáciu počas miešania a mletia |
| Reologická štruktúra | Pomáha systému vytvárať stabilnejšiu reologickú štruktúru, vyrovnáva tok s tixotropiou | Podporuje spracovateľnosť a tvarovú stálosť v mokrom stave |
| Vysoká nosnosť pevných látok | Zlepšuje nosnosť systému v koncentrovaných kaloch s vysokým obsahom pevných látok | Relevantné pre výrobu koncentrovaných predzmesí a pást |
| Stabilita skladovania | Zlepšuje odolnosť proti usadzovaniu a opätovnému zhrubnutiu po odstátí | Podporuje konzistentnú kvalitu medzi výrobou a miestom použitia |
| Kompatibilita so živicou | Zachováva dobrú kompatibilitu medzi viacerými živicovými systémami | Poskytuje flexibilný priestor na zloženie v rôznych aplikáciách vodivých materiálov |
Oblasti použitia
Vodivé nátery Vodivé atramenty Nové energetické materiály Tieniace nátery EMI Koncentrovaná uhlíková predzmes Funkčné systémy sadzí
Návod na formuláciu
| Parameter | Odporúčanie | Poznámky |
| Fáza pridávania | Pred dispergovaním/brúsením vopred zmiešajte s uhlíkovým nanomateriálom | Včasné zavedenie maximalizuje pokrytie povrchu, pretože kamenivo sa rozkladá |
| Rozsah dávkovania | Optimalizujte podľa špecifického povrchu použitého uhlíkového materiálu | Grafén a CNT typicky vyžadujú vyššie relatívne zaťaženie ako bežné sadze kvôli väčšej ploche povrchu |
| Typ systému | Vodné systémy | V prípade systémov uhlíkových nanomateriálov na báze rozpúšťadiel sa poraďte s naším technickým tímom o vhodnej alternatíve |
| Miešanie energie | Odporúča sa mierny až vysoký strih počas počiatočného štádia disperzie | Najlepšie výsledky dosiahnete kombináciou s primeranou mechanickou disperziou; dispergačné činidlo skôr dopĺňa ako nahrádza vhodné miešanie |
Často kladené otázky
Prečo je grafén ťažšie dispergovateľný ako bežné pigmenty?
Grafén má extrémne vysoký špecifický povrch a 2D štruktúru podobnú listom, ktorá podporuje silnú van der Waalsovu príťažlivosť medzi listami, čo vedie k stohovaniu a opätovnému zhlukovaniu. Toto sa zásadne líši od geometrie zhruba guľovitých častíc väčšiny bežných pigmentov a vyžaduje si dispergátor špecificky vhodný na stabilizáciu tohto typu povrchu a geometrie.
Prejaví sa slabý rozptyl vždy okamžite ako viditeľný problém s kvalitou?
Nie nevyhnutne. Systém sa môže krátkodobo javiť ako primerane rozptýlený a normálne spracovať, pričom je stále náchylný na postupnú reagregáciu počas skladovania. To je dôvod, prečo je dôležitou súčasťou vývoja formulácií systémov uhlíkových nanomateriálov hodnotenie stability pri skladovaní v realistickom časovom rámci, a nie spoliehanie sa len na počiatočnú kvalitu disperzie.
Je možné použiť rovnaký dispergátor pre grafénové aj uhlíkové nanorúrky?
DH-6552W je navrhnutý tak, aby riešil viaceré typy uhlíkových nanomateriálov, vrátane grafénu, uhlíkových nanorúriek, vodivých sadzí a vysokoštruktúrnych sadzí, vzhľadom na ich v podstate podobnú povrchovú chémiu s vysokou povrchovou plochou, náchylnou na agregáciu. Optimálne dávkovanie sa môže líšiť medzi typmi materiálov a malo by byť potvrdené testami zloženia pre váš špecifický zdroj uhlíka a cieľovú aplikáciu.
Key Takeaway
Výkon vodivých povlakov, vodivých atramentov a nových systémov energetických materiálov zásadne závisí od kvality disperzie uhlíkových nanomateriálov v nich. Slabá disperzia neznižuje len vodivosť – spája sa s ťažkosťami pri spracovaní, nestabilitou pri skladovaní a nekonzistentným konečným výkonom. Riešenie tohto pomocou dispergačného činidla formulovaného špeciálne pre povrchovú chémiu grafénu, uhlíkových nanorúriek a vodivých sadzí poskytuje spoľahlivejšie a škálovateľnejšie riešenie ako spoliehanie sa len na mechanickú disperznú energiu.
Vyžiadajte si technické údaje a vzorky pre DH-6552W
Náš technický tím poskytuje TDS, návod na použitie a odporúčania pre dávkovanie pre váš špecifický systém uhlíkových nanomateriálov.
