कार्बन नैनोट्यूब खरीदते समय, कई इंजीनियरों के सामने पहला सवाल अक्सर यह नहीं होता है कि "किस ब्रांड का प्रदर्शन बेहतर है", बल्कि "क्या मुझे पाउडर, पेस्ट या मास्टरबैच खरीदना चाहिए।" ये तीन रूप समान दिख सकते हैं, लेकिन उनके अनुप्रयोग तर्क पूरी तरह से अलग हैं: गलत तरीके से चयन करें, और सबसे अच्छा फैलाव विफल हो जाता है और प्रदर्शन प्रभावित होता है; सबसे ख़राब स्थिति में, पूरी उत्पादन लाइन ख़त्म कर दी जाती है। अग्रणी घरेलू कार्बन नैनोट्यूब निर्माताओं की उत्पाद शृंखला सभी तीन रूपों को कवर करती है, लेकिन प्रत्येक बहुत अलग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। यह आलेख व्यवस्थित रूप से कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय पेस्ट, प्रवाहकीय मास्टरबैच, और कार्बन नैनोट्यूब पाउडर के लिए तीन आयामों प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, डाउनस्ट्रीम उद्योग और उपयोग सीमा - से चयन तर्क की रूपरेखा तैयार करेगा ताकि आपको "कुछ ऐसी चीज़ खरीदने के नुकसान से बचने में मदद मिल सके जिसका आप उपयोग नहीं कर सकते।"
1. तीन रूपों के बीच मुख्य अंतर: इसे स्पष्ट करने के लिए एक तालिका
पाउडर, पेस्ट और मास्टरबैच के बीच आवश्यक अंतर स्वयं कार्बन नैनोट्यूब में नहीं है, बल्कि उत्पाद के रूप और पूर्व-फैलाव की डिग्री में है, यह सीधे निर्धारित करता है कि यह किस प्रकार की प्रसंस्करण तकनीक के लिए उपयुक्त है।
| उत्पाद प्रपत्र | मूल रचना | कार्बन नैनोट्यूब सामग्री | प्रपत्र विशेषताएँ | लागू प्रसंस्करण विधियाँ |
|---|---|---|---|---|
| कार्बन नैनोट्यूब पाउडर | शुद्ध कार्बन नैनोट्यूब (सीवीडी संश्लेषण) | ~98% या अधिक | काला पाउडर, धूल जमने का खतरा | पिघला हुआ मिश्रण, शुष्क मिश्रण, उच्च तापमान सिंटरिंग |
| कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय पेस्ट | पाउडर + विलायक (एनएमपी/पानी) + फैलाव | 3%-5% (ठोस सामग्री) | तरल, अच्छी प्रवाह क्षमता | गीली कोटिंग, इलेक्ट्रोड कोटिंग, इंकजेट प्रिंटिंग |
| कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय मास्टरबैच | पाउडर + थर्माप्लास्टिक राल (पीसी/पीए/पीपी, आदि) | 10%-25% | ठोस छर्रे, प्लास्टिक के कणों के समान | इंजेक्शन मोल्डिंग, एक्सट्रूज़न, फिल्म ब्लोइंग |
समझने का एक सरल तरीका: पाउडर "आटा" है, पेस्ट "आटा" है (पहले से ही पानी के साथ मिलाया गया है), और मास्टरबैच "इंस्टेंट नूडल्स" है (नूडल केक और मसाला पहले से ही तैयार है, बस पानी डालें और पकाएं)।
2. कार्बन नैनोट्यूब पाउडर: उच्चतम लचीलापन, उच्चतम बाधा
कार्बन नैनोट्यूब पाउडर स्वतंत्र फैलाव क्षमताओं और फॉर्मूलेशन विकास आवश्यकताओं वाले उपयोगकर्ताओं के लिए उपयुक्त है, जैसे प्लास्टिक कंपाउंडर, मास्टरबैच उत्पादक और प्रयोगशाला आर एंड डी - बशर्ते आप फैलाव समस्या को हल कर सकें।
लाभ:
लचीला सूत्रीकरण:बिना किसी प्रतिबंध के विभिन्न रेजिन और एडिटिव्स के साथ स्वतंत्र रूप से जोड़ा जा सकता है।
कम भंडारण और परिवहन लागत:इसमें कोई विलायक नहीं है, प्रति यूनिट वजन उच्चतम कार्बन नैनोट्यूब सामग्री, सबसे कम परिवहन लागत।
उच्च-तापमान वाली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त:मेल्ट कंपाउंडिंग, सिरेमिक सिंटरिंग और अन्य प्रक्रियाओं में विलायक युक्त पेस्ट का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
नुकसान और जोखिम:
अत्यधिक एकत्रीकरण की संभावना:कार्बन नैनोट्यूब पाउडर कणों के बीच वैन डेर वाल्स बल बेहद मजबूत हैं। यदि मजबूत कतरनी बल के बिना सीधे मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है, तो फैलाव प्रभाव अक्सर बहुत खराब होता है।
धूल संबंधी समस्याएँ:उत्पादन प्रक्रियाओं में व्यावसायिक स्वास्थ्य सुरक्षा और पर्यावरण अनुपालन पर विचार करने की आवश्यकता होती है।
विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य:
प्लास्टिक/रबर संशोधन कंपाउंडिंग:सॉल्वैंट्स की आवश्यकता के बिना, ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर में उच्च तापमान पिघला हुआ सम्मिश्रण।
कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय मास्टरबैच उत्पादन:मास्टरबैच निर्माता कच्चे माल के रूप में पाउडर खरीदते हैं और स्वतंत्र रूप से राल वाहक तैयार करते हैं।
प्रवाहकीय सिरेमिक, एरोजेल, और अन्य पापयुक्त उत्पाद:ठोस अवस्था में मिश्रण के बाद उच्च तापमान पर फायरिंग; पेस्ट में मौजूद विलायक हरे शरीर की संरचना को नष्ट कर देगा।
प्रयोगशाला नई सामग्री अनुसंधान एवं विकास:शुष्क प्रयोग या अत्याधुनिक सामग्री अनुसंधान में केवल पाउडर का उपयोग किया जा सकता है।
आधिकारिक संदर्भ:अनुसंधान से पता चलता है कि पॉलिमर में 2% -3% कार्बन नैनोट्यूब पाउडर जोड़ने से विद्युत चालकता में काफी वृद्धि हो सकती है, जिससे प्लास्टिक में स्थैतिक बिजली की समस्या हल हो सकती है। एल्यूमीनियम मैट्रिक्स कंपोजिट में, इसका उपयोग लॉन्ग मार्च 12 रॉकेट में पहले ही किया जा चुका है।
3. कार्बन नैनोट्यूब कंडक्टिव पेस्ट: लिथियम बैटरी उद्योग के लिए निर्विवाद विकल्प
कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय पेस्ट लिथियम बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग - के लिए इष्टतम समाधान है क्योंकि इसने पहले ही सबसे कठिन फैलाव कार्य पूरा कर लिया है, जिससे ग्राहकों को इसे सीधे मिश्रण करने और उपयोग करने की अनुमति मिलती है, जिससे उपयोग सीमा काफी कम हो जाती है।
लिथियम बैटरी के लिए पेस्ट मुख्य पसंद क्यों है?
कार्बन नैनोट्यूब फैलाव उद्योग में एक मान्यता प्राप्त चुनौती है। लिथियम बैटरी निर्माताओं के लिए, स्वयं फैलाव के लिए पाउडर खरीदने के लिए उच्च कतरनी फैलाव उपकरण, फैलाव स्क्रीनिंग, प्रक्रिया अन्वेषण और अन्य महत्वपूर्ण संसाधनों में निवेश की आवश्यकता होती है, जिसमें बैच स्थिरता की गारंटी देना मुश्किल होता है। दूसरी ओर, कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय पेस्ट, शिपमेंट से पहले सीएनटी निर्माता द्वारा पूर्व-फैलाया जाता है। ग्राहकों को इसे केवल अनुपातिक रूप से सक्रिय सामग्रियों और बाइंडरों के साथ मिलाने की जरूरत है।
तकनीकी पैरामीटर संदर्भ:
सीएनटी सामग्री:आमतौर पर 3%-5% (विलायक प्रकार के अनुसार भिन्न होता है)।
अतिरिक्त राशि:उत्कृष्ट प्रवाहकीय प्रभाव प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोड में केवल 0.5%-1% की आवश्यकता होती है।
प्रदर्शन लाभ:बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है, सक्रिय सामग्री विशिष्ट क्षमता उपयोग में सुधार करता है, और उच्च {{0}दर चार्ज/डिस्चार्ज क्षमता को बढ़ाता है।
लागू परिदृश्य:
लिथियम बैटरी एनोड और कैथोड इलेक्ट्रोड कोटिंग- पूर्णतया मुख्यधारा अनुप्रयोग।
प्रवाहकीय कोटिंग्स, विरोधी -स्थैतिक स्याही- छिड़काव और रोल कोटिंग प्रक्रियाओं को सरल बनाता है।
कार्यात्मक फिल्में, विभाजक कोटिंग्सगीली पतली परत कोटिंग, पेस्ट अधिक आसानी से एक समान कवरेज प्राप्त करता है।
सीमाओं पर ध्यान दें:पेस्ट में विलायक होता है और यह उच्च तापमान वाले पिघल प्रसंस्करण (जैसे इंजेक्शन मोल्डिंग और एक्सट्रूज़न) के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि यह बुलबुले, रिक्त स्थान और अन्य दोष पैदा करेगा।
4. कार्बन नैनोट्यूब कंडक्टिव मास्टरबैच: प्लास्टिक उद्योग के लिए "फुलप्रूफ" समाधान
प्लास्टिक क्षेत्र में अनुप्रयोगों के लिए प्रवाहकीय मास्टरबैच कार्बन नैनोट्यूब का सबसे सुविधाजनक रूप है, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक घटक एंटी-स्टेटिक पैकेजिंग, ऑटोमोटिव ईंधन प्रणाली घटकों और उच्च सफाई आवश्यकताओं वाले अन्य परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। धूल प्रदूषण उत्पन्न किए बिना, इसे रंगीन मास्टरबैच की तरह उपयोग करें।
मास्टरबैच का अनोखा मूल्य
प्लास्टिक उद्योग में, सीधे कार्बन नैनोट्यूब पाउडर का उपयोग करना न केवल फैलाना मुश्किल है बल्कि बड़ी मात्रा में धूल भी उत्पन्न करता है। प्रवाहकीय मास्टरबैच ने पहले से ही एक विशिष्ट राल वाहक (जैसे पीसी, पीए, पीपी, एबीएस, आदि) में कार्बन नैनोट्यूब को छितरा दिया है, जिसे छर्रों में बनाया गया है। उपयोगकर्ताओं को इसे केवल निर्दिष्ट कमजोर पड़ने वाले अनुपात में सामान्य प्लास्टिक छर्रों के साथ मिश्रण करने की आवश्यकता होती है और सीधे इंजेक्शन मोल्ड या बाहर निकाल सकते हैं।
उद्योग डेटा संदर्भ:
मास्टरबैच में सीएनटी सामग्री आम तौर पर 10% -25% होती है, जिसका सामान्य मूल्य 15% -20% होता है।
तनुकरण के बाद 2%-20% मिलाने से विरोधी स्थैतिक या प्रवाहकीय प्रभाव प्राप्त हो सकता है।
PC, PP, PA66, PA12, PA6, PBT, LDPE, HDPE, POM, PEEK, और ABS सहित दस से अधिक रेजिन प्रणालियों में उपयोग किया जा सकता है।
विशिष्ट अनुप्रयोग:
इलेक्ट्रॉनिक घटक विरोधी -स्थैतिक पैकेजिंग:आईसी चिप्स और हार्ड डिस्क ड्राइव के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) सुरक्षा प्रदान करता है।
ऑटोमोटिव ईंधन प्रणाली घटक:स्थैतिक बिजली को ईंधन संचय और ईंधन लाइनों को खराब होने से रोकता है।
कैरियर टेप, कन्वेयर बेल्ट, प्रवाहकीय तार, और अन्य प्लास्टिक भागों के लिए स्थायी एंटी-स्टेटिक गुणों की आवश्यकता होती है।
उपयोगकर्ता प्रतिसाद:मास्टरबैच जोड़ने के बाद उच्च यांत्रिक गुण (क्रूरता, प्रभाव प्रतिरोध) बनाए रखता है। उत्पाद की सतह घर्षण प्रतिरोधी और खरोंच प्रतिरोधी है, और पुनर्चक्रण और पुन: उपयोग के बाद प्रवाहकीय प्रदर्शन लगभग अपरिवर्तित रहता है।
5. कैसे चुनें? - परिदृश्य-आधारित निर्णय फ़्लोचार्ट
"प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी" से पीछे की ओर काम करें - गीली कोटिंग पेस्ट का उपयोग करती है, पिघली हुई कंपाउंडिंग पाउडर का उपयोग करती है, इंजेक्शन मोल्डिंग/एक्सट्रूज़न मास्टरबैच का उपयोग करती है।
| आपका एप्लिकेशन परिदृश्य | अनुशंसित प्रपत्र | मूल कारण |
|---|---|---|
| लिथियम बैटरी इलेक्ट्रोड कोटिंग | प्रवाहकीय पेस्ट | पूर्व -फैला हुआ, सीधे मिश्रित और लेपित, फैलाव चरण को समाप्त करता है |
| प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग/एक्सट्रूज़न (पीसी/पीए/पीपी, आदि) | प्रवाहकीय मास्टरबैच | धूल मुक्त, मिश्रण करने में आसान, समान फैलाव |
| प्लास्टिक कंपाउंडिंग प्लांट (स्वयं विकसित फॉर्मूलेशन) | पाउडर | लचीला सूत्रीकरण, रेज़िन के साथ स्वतः-संयोजन |
| प्रवाहकीय सिरेमिक/एरोजेल सिंटरिंग | पाउडर | पेस्ट में मौजूद विलायक हरे शरीर को नष्ट कर देगा |
| प्रवाहकीय कोटिंग्स/स्याही/छिड़काव प्रक्रियाएं | पेस्ट करें | गीली प्रक्रियाओं के साथ स्वाभाविक रूप से संगत |
| प्रयोगशाला शुष्क अनुसंधान | पाउडर | कुछ प्रयोगों में केवल पाउडर का उपयोग किया जा सकता है |
| कपड़ा/गैरबुना संसेचन संशोधन | पेस्ट करें | तरल अधिक आसानी से फाइबर अंतराल में प्रवेश करता है |
सम्मिश्रण रणनीति संदर्भ:लिथियम बैटरी उच्च {{0}रेट सिस्टम में, कार्बन ब्लैक + सीएनटी पेस्ट मिश्रण योजना का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें 1% - 2% कार्बन ब्लैक + 0.3% - 0.8% सीएनटी, एक "पॉइंट-लाइन सिनर्जी" प्रवाहकीय नेटवर्क का निर्माण, दर क्षमता और चक्र जीवन को संतुलित किया जा सकता है। हाई-एंड सिस्टम के लिए, ग्राफीन को आगे भी पेश किया जा सकता है।
6. शेडोंग टैनफेंग नई सामग्री का चयन समर्थन
शेडोंग टैनफेंग न्यू मटेरियल 98% से अधिक या उसके बराबर शुद्धता और 200 टन के मासिक उत्पादन के साथ दो प्रमुख उत्पाद श्रृंखलाएं - पाउडर और पेस्ट - प्रदान करता है, और ग्राहक प्रक्रियाओं के आधार पर उपयुक्त फॉर्म की सिफारिश कर सकता है।
शेडोंग टैनफेंग न्यू मटेरियल का उत्पाद लेआउट पाउडर और पेस्ट के दो मुख्य रूपों को शामिल करता है:
पाउडर उत्पाद:TF-220 और TF-320 श्रृंखला बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब, ट्यूब व्यास 10-15 एनएम, ट्यूब लंबाई 10-15 माइक्रोन, शुद्धता 98% से अधिक या उसके बराबर, राख सामग्री 2% से कम या उसके बराबर, प्रतिरोधकता<1000 μΩ·m.
उत्पाद चिपकाएँ:अनुकूलन योग्य एनएमपी आधारित या पानी आधारित कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय पेस्ट, विभिन्न ग्राहक एनोड और कैथोड प्रणालियों के लिए विभेदित समाधान प्रदान करते हैं।
उत्पादन क्षमता:200 टन का वार्षिक उत्पादन, बड़े पैमाने पर खरीद आवश्यकताओं को पूरा करता है।
कोर टीम के सदस्य झेजियांग विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग से आते हैं, जो कार्बन नैनोट्यूब फैलाव प्रौद्योगिकी और उत्प्रेरक दक्षता सुधार में मालिकाना कोर प्रौद्योगिकियों के साथ ग्राहकों को पाउडर से पेस्ट तक पूर्ण प्रक्रिया तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं।