Nanotubos de carbono en forma de bigotes-(WCNT)

1. Información básica del producto

Los nanotubos de carbono-similares a bigotes (WCNT) son un novedoso material de nanocarbono uni-dimensional con una morfología única similar a un bigote-, que es fundamentalmente diferente de los nanotubos de carbono rizados convencionales. A diferencia de la estructura de bobinado aleatorio de los nanotubos de carbono tradicionales, los WCNT se componen de láminas de grafeno altamente orientadas que crecen linealmente, formando una estructura de bigotes uniforme y regular con alta cristalinidad. Como material funcional de alto-rendimiento, los WCNT no son-tóxicos, inodoros y químicamente estables, con buena compatibilidad con diversos materiales de matriz (polímeros, metales, cerámicas, etc.). El producto está disponible en múltiples especificaciones estándar y también se puede personalizar según requisitos específicos, lo que se usa ampliamente en materiales funcionales de alta-extremo y campos de actualización industrial, llenando el vacío de aplicación de los nanomateriales de carbono tradicionales en escenarios de alta-precisión.

2. Parámetros básicos de rendimiento

A diferencia de los indicadores de rendimiento convencionales introducidos anteriormente, los parámetros básicos de rendimiento de WCNT se centran en la alta precisión, la controlabilidad y la adaptabilidad de la escena, y los indicadores clave son los siguientes (todos cumplen con los estándares internacionales avanzados para nanomateriales de alta-final):

- Cristalinidad: Mayor o igual al 98,5%, asegurando la estabilidad de las propiedades mecánicas y conductoras;

- Relación de aspecto: 800-2500:1 (continuamente ajustable), que se puede ajustar de manera flexible según las necesidades de diferentes escenarios de aplicación;

- Densidad del grifo: 0,12-0,18 g/cm³, fácil de dispersar y procesar, lo que reduce la dificultad de la aplicación posterior;

- Temperatura de descomposición térmica: mayor o igual a 600 grados (en el aire), con excelente estabilidad a altas-temperaturas, adecuada para escenarios de procesamiento a altas-temperaturas;

- Estabilidad química: insoluble en ácidos y álcalis fuertes (excepto productos modificados especiales),-resistente a la corrosión y puede usarse en entornos de trabajo hostiles;

- Área de superficie específica: 180-260 m²/g, lo que proporciona suficientes sitios activos para el compuesto de la matriz y la modificación funcional.

3. Resistividad del volumen

La resistividad del volumen de WCNT es uno de sus indicadores funcionales principales, que está estrechamente relacionado con su estructura de bigotes orientados y su alta cristalinidad. La resistividad volumétrica del polvo de WCNT puro es 1,2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, que es menor que la de los nanotubos de carbono convencionales (5×10⁻³ - 1×10⁻² Ω·cm), lo que muestra una excelente conductividad eléctrica. Cuando se agregan WCNT al material de la matriz como aditivo conductor, la resistividad del volumen del material compuesto se puede ajustar de manera flexible dentro del rango de 10⁰ - 10⁹ Ω·cm: cuando se usa en compuestos conductores, la resistividad del volumen se puede controlar por debajo de 10² Ω·cm; cuando se usa en compuestos antiestáticos, la resistividad del volumen se puede mantener en 10⁶ - 10⁹ Ω·cm, lo que puede cumplir completamente con los diferentes requisitos conductivos y antiestáticos de diversos escenarios industriales.

4. Resistividad superficial

La resistividad de la superficie de WCNT se ve afectada por el estado de su superficie, la uniformidad de la dispersión y la forma de aplicación, y su rendimiento es estable y controlable. La resistividad superficial de la película WCNT (espesor 5-10 μm) preparada mediante filtración al vacío es 2,8×10⁻² - 7.5×10⁻² Ω/sq, que tiene un excelente rendimiento conductivo de superficie. Cuando se aplica a la superficie de materiales (como recubrimientos, películas), la resistividad de la superficie del material modificado se puede ajustar entre 10¹ - 10⁸ Ω/sq: para recubrimientos de blindaje electromagnético, la resistividad de la superficie se controla por debajo de 10³ Ω/sq para garantizar un efecto de blindaje efectivo; para superficies antiestáticas de alta precisión, la resistividad de la superficie se mantiene en 10⁵ - 10⁸ Ω/sq, evitando la acumulación de electricidad estática sin afectar el uso normal del producto.

5. Dispersión

La dispersión de WCNT es significativamente mejor que la de los nanotubos de carbono convencionales, lo que se debe a su estructura de bigotes única y a su tecnología de modificación de superficie (diferente del proceso de modificación de superficie anterior). WCNT adopta un método de modificación de superficie no-covalente, que no daña la estructura de los bigotes y al mismo tiempo mejora la actividad de la superficie, lo que le otorga una excelente dispersión en diversos medios: en medios a base de agua-, la dispersión se puede completar en 20-40 minutos mediante agitación convencional (sin necesidad de tratamiento ultrasónico) y la estabilidad de la dispersión puede alcanzar de 8 a 12 meses sin aglomeración evidente; en medios a base de aceite (como etanol, acetona, resina epoxi), se puede dispersar uniformemente sin agregar dispersantes adicionales y el estado de dispersión se puede mantener durante más de 6 meses. Además, los WCNT tienen buena compatibilidad de dispersión en diversos materiales de matriz y pueden formar una red conductora/térmica uniforme con una pequeña cantidad de adición (0,1-2,0% en peso%), evitando el problema del bajo rendimiento del producto causado por la aglomeración.

6. Propiedades físicas

Las propiedades físicas del WCNT están estrechamente relacionadas con su microestructura en forma de bigote-, lo que muestra ventajas obvias en cuanto a ligereza, alta resistencia y resistencia al desgaste, que no se repiten con los indicadores de propiedades mecánicas anteriores:

- Densidad: 1,35-1,45 g/cm³, que es 1/6 de acero y 1/2 de aluminio, lo que lo convierte en un material funcional ligero ideal;

- Dureza: 85-92 HRC (dureza Vickers), superior a los nanotubos de carbono convencionales y al negro de humo conductor, con excelente resistencia al desgaste;

- Flexibilidad: la resistencia a la flexión alcanza 35-45 GPa, que se puede doblar repetidamente sin romperse, adecuada para escenarios de materiales compuestos flexibles y electrónicos flexibles;

- Distribución del tamaño de partículas: D50=15-30 μm, D90 Menor o igual a 50 μm, tamaño de partícula uniforme, que favorece una dispersión y un procesamiento uniformes;

- Contenido de humedad: menor o igual al 0,3 %, sin absorción de humedad, lo que garantiza un rendimiento estable durante el almacenamiento y el uso.

7. Escenarios de aplicación e industrias adaptables

Centrándose en los nuevos escenarios de aplicaciones no mencionados anteriormente, WCNT se adapta principalmente a industrias de alta-precisión, alto-rendimiento y alta-demanda, y los escenarios de aplicación específicos son los siguientes:

- Industria electrónica de alta-precisión: se utiliza en la preparación de películas conductoras flexibles para pantallas flexibles, adhesivos conductores para empaquetamientos de chips y materiales de interfaz conductores térmicos para chips de alta-gama, resolviendo los problemas de poca flexibilidad, baja conductividad térmica y mala estabilidad de los materiales tradicionales;

- Industria de vehículos de nueva energía: se aplica a la modificación del diafragma de la batería (mejora la estabilidad térmica y la conductividad iónica), el revestimiento antiestático del paquete de batería y las partes conductoras livianas de la carrocería del vehículo, lo que ayuda a mejorar la seguridad y la resistencia de los vehículos de nueva energía;

- Industria médica-de gama alta: se utiliza en la preparación de catéteres médicos conductores, apósitos médicos antibacterianos (que se basan en la alta superficie específica y la estabilidad química de WCNT) y materiales para imágenes médicas, que no son-tóxicos y son compatibles con los tejidos humanos;

- Industria de instrumentación de precisión: se aplica al revestimiento antiestático de sensores de precisión, los componentes conductores de medidores de alta-precisión y la carcasa de blindaje electromagnético de instrumentos, lo que garantiza la estabilidad y precisión del funcionamiento de los instrumentos;

- Industria textil avanzada: se utiliza en la modificación de textiles conductores de alto-rendimiento, como ropa de trabajo anti-estática para talleres de precisión, textiles de protección electromagnética para uso militar y tejidos conductivos portátiles inteligentes, que son cómodos de usar y tienen un rendimiento funcional- duradero.

8. Introducción al principio

El rendimiento único de WCNT se deriva de su microestructura especial en forma de bigote-y del principio de crecimiento orientado de las láminas de grafeno, que es diferente del principio de crecimiento de los nanotubos de carbono convencionales. La preparación de WCNT adopta el principio mejorado de deposición química de vapor (CVD) en lecho flotante: bajo la acción de un catalizador especial (diferente del sistema catalítico anterior), el gas fuente de carbono (como metano, etileno) se descompone en átomos de carbono a una alta temperatura de 800-1000 grados, y los átomos de carbono se depositan en la superficie del catalizador y crecen linealmente a lo largo de la dirección orientada del catalizador, formando una estructura similar a un bigote compuesta de componentes altamente orientados. láminas de grafeno.

La disposición orientada de las láminas de grafeno hace que la ruta de transmisión de electrones de WCNT sea más suave (reduciendo la dispersión de electrones), mostrando así una excelente conductividad eléctrica; la estructura lineal de bigotes permite que la tensión se transmita uniformemente a lo largo de la dirección axial, por lo que tiene alta resistencia mecánica y tenacidad; la alta cristalinidad de la estructura de los bigotes reduce los defectos estructurales, mejorando así la estabilidad química y la resistencia a las altas-temperaturas del WCNT. Además, el principio de modificación de la superficie de WCNT se basa en la combinación de enlaces no-covalentes de grupos tensioactivos y moléculas modificadoras, que conserva la estructura intrínseca y el rendimiento de WCNT al tiempo que mejora su dispersión y compatibilidad.

9. Control de calidad

Establecer un-sistema de control de calidad de proceso completo diferente al anterior, que abarque todo el proceso desde la inspección de entrada de la materia prima hasta la entrega del producto terminado, con estrictos estándares de control de calidad y procedimientos de prueba perfectos:

- Inspección de entrada de materia prima: para la fuente de carbono, catalizador, modificador y otras materias primas, se lleva a cabo una inspección de muestreo del 100%, centrándose en probar la pureza, el tamaño de las partículas y la actividad de las materias primas, y se prohíbe la entrada de materias primas no calificadas al enlace de producción;

- Control de calidad en-proceso: establecer 6 nodos clave de inspección de calidad en el proceso de producción (preparación de catalizador, descomposición de la fuente de carbono, crecimiento orientado, purificación, modificación de la superficie, conformación del producto terminado) y probar los indicadores clave (cristalinidad, relación de aspecto, dispersión) de productos semiacabados en tiempo real, y ajustar los parámetros de producción a tiempo para garantizar la estabilidad del rendimiento del producto;

- Inspección de productos terminados: cada lote de productos terminados se somete a una inspección completa-del artículo, incluidos los parámetros de rendimiento, resistividad, dispersión, propiedades físicas, etc., y la tasa calificada de productos terminados se controla estrictamente por encima del 99,9 %; los productos no calificados se reciclan y reprocesan y nunca se entregarán;

- Seguimiento de calidad: establezca un sistema de seguimiento de la calidad del producto, asigne un número de lote único a cada lote de productos, registre la información de producción, inspección y entrega del producto y realice un seguimiento del efecto de uso del producto en la escena del cliente, a fin de optimizar oportunamente el producto y el sistema de control de calidad.

10. Datos de prueba

Los datos de prueba de WCNT se obtienen a través de equipos de prueba avanzados internacionales y métodos de prueba estandarizados (diferentes de los datos de prueba anteriores), lo que garantiza precisión y autoridad. Los datos clave de la prueba son los siguientes:

- Prueba de cristalinidad: Probada mediante difracción de rayos X-(XRD), la relación de intensidad del pico de difracción es mayor o igual a 0,98 y la cristalinidad es del 98,5 al 99,2 %;

- Prueba de resistividad: Probado mediante el método de cuatro-sonda (GB/T 15662-1995), la resistividad del volumen es 1,2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, y la resistividad superficial de la película es 2,8×10⁻² - 7.5×10⁻² Ω/sq;

- Prueba de dispersión: Probada mediante un analizador láser de tamaño de partículas y un microscopio óptico, la uniformidad de dispersión en medios a base de agua-es mayor o igual al 92 % y la tasa de aglomeración es menor o igual al 5 % después de 8 meses de almacenamiento;

-Prueba de estabilidad a altas temperaturas-: Probado mediante un analizador termogravimétrico (TGA), la pérdida de masa es inferior o igual al 5 % a 600 grados en aire, y la pérdida de masa es inferior o igual al 3 % a 800 grados en gas inerte;

- Prueba de rendimiento mecánico: Probado por una máquina de prueba universal, la resistencia a la tracción es de 220-260 GPa, la resistencia a la flexión es de 35-45 GPa y la dureza es de 85-92 HRC;

- Prueba de pureza: Probado mediante espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), el contenido de impurezas metálicas es inferior o igual a 30 ppm y la pureza es del 99,5 al 99,8 %.

11. Método de embalaje

Combinado con las propiedades físicas y químicas de WCNT (a prueba de humedad-, anti-aglomeración) y las necesidades de uso del cliente, el método de empaque está diseñado para ser científico, seguro y conveniente, que no se repite con la introducción del empaque anterior:

- Embalaje interior: utilice bolsas de papel de aluminio al vacío de doble-capa (-calidad alimentaria, no-tóxicas e insípidas), que pueden aislar eficazmente el aire y la humedad y evitar que el producto absorba la humedad y se aglomere; la bolsa interior está equipada con un desecante y un absorbente de oxígeno, y el rendimiento de sellado es bueno, lo que garantiza la estabilidad del producto durante el almacenamiento;

- Embalaje exterior: utilice cajas de cartón corrugado de alta-resistencia (que soporten cargas-mayores o iguales a 50 kg) con espuma a prueba de golpes-en el interior, lo que puede evitar que el producto se dañe debido a una colisión durante el transporte; la caja exterior está impresa con información del producto (número de lote, especificaciones, peso, condiciones de almacenamiento) y señales de advertencia (a prueba de humedad-, anti-colisión, no-tóxica);

- Especificaciones de embalaje: proporcione múltiples especificaciones estándar, incluidas 100 g/bolsa, 500 g/bolsa, 1 kg/bolsa, 5 kg/bolsa, 20 kg/caja; también puede proporcionar especificaciones de embalaje personalizadas según las necesidades del cliente (como 25 kg/caja, 50 kg/caja);

- Instrucciones de almacenamiento: impresas en el embalaje exterior, el producto debe almacenarse en un almacén fresco, seco y ventilado (temperatura de 5 a 30 grados, humedad relativa inferior o igual al 60%), lejos del fuego, altas temperaturas y sustancias corrosivas, y la vida útil es de 18 meses en condiciones de almacenamiento adecuadas.

12. Introducción a la fortaleza de la empresa

Centrándonos en los nuevos puntos fuertes no mencionados anteriormente, la fortaleza de la empresa se refleja principalmente en la innovación tecnológica, la naturaleza avanzada de los equipos, el equipo de I+D y el servicio al cliente, lo que muestra la competitividad central en el campo WCNT:

- Fortaleza de la innovación tecnológica: la empresa tiene derechos de propiedad intelectual independientes de la tecnología de crecimiento orientada a WCNT y la tecnología de modificación de superficies no-covalentes, y ha obtenido 18 patentes de invención y 26 patentes de modelos de utilidad relacionadas con WCNT (diferentes del contenido de las patentes anteriores); ha participado en la formulación de 2 estándares industriales para nanotubos de carbono con forma de bigotes-, liderando el desarrollo de la industria;

- Equipo de producción avanzado: Equipado con 3 conjuntos de líneas de producción CVD de lecho flotante automáticas importadas (diferentes de las líneas de producción anteriores), con una capacidad de producción anual de 1500 toneladas; el proceso de producción adopta un control inteligente totalmente-automático, con alta eficiencia de producción y consistencia estable del producto; el equipo de purificación y modificación se importa de Alemania, lo que garantiza una alta pureza y una excelente dispersión de los productos;

- Fortaleza del equipo de I+D: el equipo de I+D está compuesto por expertos en ciencia de nanomateriales, ingeniería química, procesamiento de materiales y otros campos, incluidos 12 médicos, 28 maestros y 5 ingenieros superiores con más de 20 años de experiencia en el campo de los nanomateriales; ha establecido un centro conjunto de I+D con tres reconocidas-universidades, centrándose en la investigación y el desarrollo de nuevos productos y nuevas tecnologías de aplicación de WCNT;

- Fuerza de las pruebas: la empresa cuenta con un centro de pruebas profesional de 1200 metros cuadrados, equipado con equipos de pruebas avanzados internacionales (XRD, TEM, probador de cuatro-sondas, TGA, etc.), que cubren todos los elementos de prueba de WCNT, y el nivel de pruebas es de nivel avanzado internacional;

- Fortaleza del servicio al cliente: establecer un-sistema integral de servicio al cliente, proporcionar consultas técnicas profesionales, pruebas de muestra gratuitas,-orientación técnica en el sitio y otros servicios; el equipo de atención al cliente responde en un plazo de 12 horas y el equipo técnico puede llegar al sitio del cliente en un plazo de 48 horas para resolver los problemas de aplicación de los productos; ha establecido-relaciones de cooperación a largo plazo con más de 50 empresas globales-de alto nivel, que cubren Europa, América, Asia y otras regiones;

- Fortaleza de la protección ambiental: la empresa se adhiere a la producción ecológica, adopta tecnología de producción-de ahorro de energía y reducción de emisiones-y los gases residuales, las aguas residuales y los residuos generados en el proceso de producción cumplen con los estándares nacionales de emisiones; ha pasado la certificación del sistema de gestión ambiental ISO14001 y la certificación del sistema de gestión de seguridad y salud ocupacional ISO45001, logrando el desarrollo coordinado de la producción y la protección del medio ambiente.

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