Bigode-como nanotubos de carbono (WCNT)

1. Informações básicas do produto

Nanotubos de carbono semelhantes a bigodes (WCNT) são um novo material de nanocarbono unidimensional-com uma morfologia semelhante a bigodes-, que é fundamentalmente diferente dos nanotubos de carbono encaracolados convencionais. Ao contrário da estrutura de enrolamento aleatório dos nanotubos de carbono tradicionais, os WCNT são compostos por folhas de grafeno altamente orientadas que crescem linearmente, formando uma estrutura de bigodes uniforme e regular com alta cristalinidade. Sendo um material funcional de alto-desempenho, os WCNT são atóxicos, inodoros e quimicamente estáveis, com boa compatibilidade com diversos materiais de matriz (polímeros, metais, cerâmicas, etc.). O produto está disponível em diversas especificações padrão e também pode ser personalizado de acordo com requisitos específicos, o que é amplamente utilizado em materiais funcionais-de alta qualidade e campos de atualização industrial, preenchendo a lacuna de aplicação de nanomateriais de carbono tradicionais em cenários de alta-precisão.

2. Parâmetros principais de desempenho

Diferente dos indicadores de desempenho convencionais introduzidos anteriormente, os principais parâmetros de desempenho do WCNT se concentram em alta precisão, controlabilidade e adaptabilidade de cena, e os principais indicadores são os seguintes (todos atendem aos padrões avançados internacionais para nanomateriais-de alta tecnologia):

- Cristalinidade: Maior ou igual a 98,5%, garantindo a estabilidade das propriedades mecânicas e condutoras;

- Proporção: 800-2500:1 (ajustável continuamente), que pode ser ajustada de forma flexível de acordo com as necessidades de diferentes cenários de aplicação;

- Densidade de compactação: 0,12-0,18 g/cm³, fácil de dispersar e processar, reduzindo a dificuldade de aplicação posterior;

- Temperatura de decomposição térmica: maior ou igual a 600 graus (no ar), com excelente estabilidade-de alta temperatura, adequada para cenários de processamento-de alta temperatura;

- Estabilidade química: Insolúvel em ácidos fortes e álcalis (exceto produtos modificados especiais), resistente à corrosão-e pode ser usado em ambientes de trabalho agressivos;

- Área de superfície específica: 180-260 m²/g, fornecendo locais ativos suficientes para composição de matriz e modificação funcional.

3. Resistividade de Volume

A resistividade volumétrica do WCNT é um dos seus principais indicadores funcionais, que está intimamente relacionado à sua estrutura de whisker orientada e alta cristalinidade. A resistividade volumétrica do pó WCNT puro é 1,2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, que é inferior à dos nanotubos de carbono convencionais (5×10⁻³ - 1×10⁻² Ω·cm), apresentando excelente condutividade elétrica. Quando WCNT são adicionados ao material da matriz como um aditivo condutor, a resistividade volumétrica do material compósito pode ser ajustada de forma flexível dentro da faixa de 10⁰ - 10⁹ Ω·cm: quando usada em compósitos condutores, a resistividade volumétrica pode ser controlada abaixo de 10² Ω·cm; quando usado em compósitos antiestáticos, a resistividade do volume pode ser mantida em 10⁶ - 10⁹ Ω·cm, o que pode atender totalmente aos diferentes requisitos condutores e antiestáticos de vários cenários industriais.

4. Resistividade de Superfície

A resistividade superficial do WCNT é afetada pelo estado da superfície, uniformidade da dispersão e forma de aplicação, e seu desempenho é estável e controlável. A resistividade superficial do filme WCNT (espessura 5-10 μm) preparado por filtração a vácuo é 2,8×10⁻² - 7.5×10⁻² Ω/sq, que possui excelente desempenho condutivo de superfície. Quando aplicado à superfície de materiais (como revestimentos, filmes), a resistividade da superfície do material modificado pode ser ajustada entre 10¹ - 10⁸ Ω/sq: para revestimentos de blindagem eletromagnética, a resistividade da superfície é controlada abaixo de 10³ Ω/sq para garantir um efeito de blindagem eficaz; para superfícies antiestáticas de alta precisão, a resistividade da superfície é mantida em 10⁵ - 10⁸ Ω/sq, evitando o acúmulo de eletricidade estática e sem afetar o uso normal do produto.

5. Dispersão

A dispersão do WCNT é significativamente melhor do que a dos nanotubos de carbono convencionais, devido à sua estrutura whisker única e à tecnologia de modificação de superfície (diferente do processo anterior de modificação de superfície). WCNT adota um método de modificação de superfície não-covalente, que não danifica a estrutura do bigode enquanto melhora a atividade da superfície, fazendo com que tenha excelente dispersão em vários meios: em meios à base de água-, a dispersão pode ser concluída em 20-40 minutos por agitação convencional (sem necessidade de tratamento ultrassônico), e a estabilidade da dispersão pode atingir 8-12 meses sem aglomeração óbvia; em meios à base de óleo (como etanol, acetona, resina epóxi), pode ser disperso uniformemente sem adição de dispersantes adicionais, e o estado de dispersão pode ser mantido por mais de 6 meses. Além disso, WCNT tem boa compatibilidade de dispersão em vários materiais de matriz e pode formar uma rede condutora/térmica uniforme com uma pequena quantidade de adição (0,1-2,0% em peso), evitando o problema de mau desempenho do produto causado pela aglomeração.

6. Propriedades Físicas

As propriedades físicas do WCNT estão intimamente relacionadas à sua microestrutura-em forma de bigode, mostrando vantagens óbvias em leveza, alta resistência e resistência ao desgaste, que não se repetem com os indicadores de propriedades mecânicas anteriores:

- Densidade: 1,35-1,45 g/cm³, que é 1/6 de aço e 1/2 de alumínio, tornando-o um material funcional leve e ideal;

- Dureza: 85-92 HRC (dureza Vickers), superior aos nanotubos de carbono convencionais e negro de fumo condutor, com excelente resistência ao desgaste;

- Flexibilidade: A resistência à flexão atinge 35-45 GPa, que pode ser dobrada repetidamente sem quebrar, adequada para cenários eletrônicos flexíveis e materiais compósitos flexíveis;

- Distribuição de tamanho de partícula: D50=15-30 μm, D90 Menor ou igual a 50 μm, tamanho de partícula uniforme, que conduz à dispersão e processamento uniformes;

- Conteúdo de umidade: Menor ou igual a 0,3%, sem absorção de umidade, garantindo desempenho estável durante armazenamento e uso.

7. Cenários de aplicação e indústrias adaptáveis

Com foco nos novos cenários de aplicativos não mencionados anteriormente, os WCNT são adaptados principalmente para setores de alta-precisão, alto-desempenho e alta{2}}demanda, e os cenários de aplicativos específicos são os seguintes:

- Indústria eletrônica de alta-precisão: usada na preparação de filmes condutores flexíveis para telas flexíveis, adesivos condutores para embalagens de chips e materiais de interface termocondutores para chips-de última geração, resolvendo os problemas de baixa flexibilidade, baixa condutividade térmica e baixa estabilidade de materiais tradicionais;

- Indústria de veículos de novas energias: aplicada à modificação do diafragma da bateria (melhorando a estabilidade térmica e a condutividade iônica), ao revestimento antiestático da bateria e às peças condutoras leves da carroceria do veículo, ajudando a melhorar a segurança e a resistência dos veículos de novas energias;

- Indústria médica-de alta tecnologia: usada na preparação de cateteres médicos condutores, curativos médicos antibacterianos (dependendo da alta área de superfície específica e da estabilidade química do WCNT) e materiais de imagens médicas, que são não-tóxicos e compatíveis com tecidos humanos;

- Indústria de instrumentação de precisão: aplicada ao revestimento antiestático de sensores de precisão, aos componentes condutores de medidores de alta-precisão e à blindagem eletromagnética de instrumentos, garantindo a estabilidade e a precisão da operação do instrumento;

- Indústria têxtil avançada: usada na modificação de tecidos condutores de alto-desempenho, como roupas de trabalho anti-estáticas para oficinas de precisão, tecidos de proteção eletromagnética para uso militar e tecidos condutores inteligentes, que são confortáveis ​​de usar e têm desempenho funcional-duradouro.

8. Introdução ao Princípio

O desempenho exclusivo do WCNT é derivado de sua microestrutura especial tipo bigode-e do princípio de crescimento orientado das folhas de grafeno, que é diferente do princípio de crescimento dos nanotubos de carbono convencionais. A preparação de WCNT adota o princípio melhorado de deposição química de vapor em leito flutuante (CVD): sob a ação de um catalisador especial (diferente do sistema catalisador anterior), o gás fonte de carbono (como metano, etileno) é decomposto em átomos de carbono a uma alta temperatura de 800-1000 graus, e os átomos de carbono são depositados na superfície do catalisador e crescem linearmente ao longo da direção orientada do catalisador, formando uma estrutura semelhante a um bigode composta de altamente folhas de grafeno orientadas.

O arranjo orientado das folhas de grafeno torna o caminho de transmissão de elétrons do WCNT mais suave (reduzindo o espalhamento de elétrons), apresentando assim excelente condutividade elétrica; a estrutura linear do bigode permite que a tensão seja transmitida uniformemente ao longo da direção axial, por isso possui alta resistência mecânica e tenacidade; a alta cristalinidade da estrutura whisker reduz os defeitos estruturais, melhorando assim a estabilidade química e a resistência-a altas temperaturas do WCNT. Além disso, o princípio de modificação de superfície do WCNT é baseado na combinação de ligação não-covalente de grupos tensoativos e moléculas modificadoras, que mantém a estrutura intrínseca e o desempenho do WCNT enquanto melhora sua dispersão e compatibilidade.

9. Controle de qualidade

Estabeleça um-sistema completo de controle de qualidade do processo diferente do anterior, abrangendo todo o processo, desde a inspeção de entrada da matéria-prima até a entrega do produto acabado, com padrões rígidos de controle de qualidade e procedimentos de teste perfeitos:

- Inspeção de entrada de matéria-prima: Para fonte de carbono, catalisador, modificador e outras matérias-primas, é realizada inspeção de amostragem de 100%, com foco em testar a pureza, tamanho de partícula e atividade de matérias-primas, e matérias-primas não qualificadas são proibidas de entrar no link de produção;

- Controle de qualidade no-processo: defina seis nós principais de inspeção de qualidade no processo de produção (preparação do catalisador, decomposição da fonte de carbono, crescimento orientado, purificação, modificação de superfície, modelagem do produto acabado) e teste os principais indicadores (cristalinidade, proporção de aspecto, dispersão) de produtos semi{3}}acabados em tempo real e ajuste os parâmetros de produção a tempo para garantir a estabilidade do desempenho do produto;

- Inspeção de produtos acabados: cada lote de produtos acabados passa por inspeção 100% completa-do item, incluindo parâmetros de desempenho, resistividade, dispersão, propriedades físicas, etc., e a taxa qualificada de produtos acabados é estritamente controlada acima de 99,9%; produtos não qualificados são reciclados e reprocessados ​​e nunca serão entregues;

- Rastreamento de qualidade: estabeleça um sistema de rastreamento de qualidade do produto, atribua um número de lote exclusivo a cada lote de produtos, registre as informações de produção, inspeção e entrega do produto e rastreie o efeito do uso do produto na cena do cliente, de modo a otimizar oportunamente o produto e o sistema de controle de qualidade.

10. Dados de teste

Os dados de teste do WCNT são obtidos através de equipamentos de teste avançados internacionais e métodos de teste padronizados (diferentes dos dados de teste anteriores), garantindo precisão e autoridade. Os principais dados de teste são os seguintes:

- Teste de cristalinidade: testado por difração de-raios X (XRD), a proporção de intensidade do pico de difração é maior ou igual a 0,98 e a cristalinidade é 98,5-99,2%;

- Teste de resistividade: testado pelo método de quatro- sondas (GB/T 15662-1995), a resistividade do volume é 1,2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, e a resistividade da superfície do filme é 2,8×10⁻² - 7.5×10⁻² Ω/sq;

- Teste de dispersão: testado por analisador de tamanho de partículas a laser e microscópio óptico, a uniformidade de dispersão em meios à base de água-é maior ou igual a 92%, e a taxa de aglomeração é menor ou igual a 5% após 8 meses de armazenamento;

- Teste de estabilidade-de alta temperatura: Testado pelo analisador termogravimétrico (TGA), a perda de massa é menor ou igual a 5% a 600 graus no ar, e a perda de massa é menor ou igual a 3% a 800 graus em gás inerte;

- Teste de desempenho mecânico: testado por máquina de teste universal, a resistência à tração é 220-260 GPa, a resistência à flexão é 35-45 GPa e a dureza é 85-92 HRC;

- Teste de pureza: testado por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), o teor de impurezas metálicas é menor ou igual a 30 ppm e a pureza é de 99,5-99,8%.

11. Método de embalagem

Combinado com as propriedades físicas e químicas do WCNT (à prova-de umidade, anti-aglomeração) e às necessidades de uso do cliente, o método de embalagem é projetado para ser científico, seguro e conveniente, o que não se repete com a introdução anterior da embalagem:

- Embalagem interna: Use sacos de papel alumínio a vácuo de camada dupla-(de qualidade-alimentícia, não-tóxicos e insípidos), que podem isolar efetivamente o ar e a umidade, evitando que o produto absorva umidade e se aglomere; o saco interno é equipado com dessecante e absorvedor de oxigênio, e o desempenho de vedação é bom, garantindo a estabilidade do produto durante o armazenamento;

- Embalagem externa: Use caixas de papelão ondulado de alta-resistência (suporte-maior ou igual a 50 kg) com espuma-à prova de choque em seu interior, o que pode evitar que o produto seja danificado devido a colisão durante o transporte; a embalagem externa é impressa com informações do produto (número do lote, especificação, peso, condições de armazenamento) e sinais de alerta (à prova de-umidade, anti-colisão, não-tóxico);

- Especificações de embalagem: Fornece diversas especificações padrão, incluindo 100g/saco, 500g/saco, 1kg/saco, 5kg/saco, 20kg/caixa; também pode fornecer especificações de embalagem personalizadas de acordo com as necessidades do cliente (como 25kg/caixa, 50kg/caixa);

- Instruções de armazenamento: Impresso na embalagem externa, o produto deve ser armazenado em local fresco, seco e ventilado (temperatura de 5 a 30 graus, umidade relativa menor ou igual a 60%), longe do fogo, altas temperaturas e substâncias corrosivas, e o prazo de validade é de 18 meses em condições adequadas de armazenamento.

12. Introdução à Força da Empresa

Focando nos novos destaques de força não mencionados anteriormente, a força da empresa se reflete principalmente na inovação tecnológica, na natureza avançada dos equipamentos, na equipe de P&D e no atendimento ao cliente, mostrando a competitividade central no campo WCNT:

- Força da inovação tecnológica: a empresa possui direitos de propriedade intelectual independentes de tecnologia de crescimento orientada para WCNT e tecnologia de modificação de superfície não{1}}covalente, e obteve 18 patentes de invenção e 26 patentes de modelo de utilidade relacionadas a WCNT (diferente do conteúdo da patente anterior); participou da formulação de 2 padrões industriais para bigodes-como nanotubos de carbono, liderando o desenvolvimento da indústria;

- Equipamentos de produção avançados: Equipados com 3 conjuntos de linhas de produção CVD de leito flutuante automático importadas (diferentes das linhas de produção anteriores), com capacidade de produção anual de 1.500 toneladas; o processo de produção adota controle inteligente totalmente-automático, com alta eficiência de produção e consistência estável do produto; os equipamentos de purificação e modificação são importados da Alemanha, garantindo alta pureza e excelente dispersão dos produtos;

- Força da equipe de P&D: A equipe de P&D é composta por especialistas em ciência de nanomateriais, engenharia química, processamento de materiais e outras áreas, incluindo 12 doutores, 28 mestres e 5 engenheiros seniores com mais de 20 anos de experiência na área de nanomateriais; estabeleceu um centro conjunto de P&D com três universidades-renomadas, com foco na pesquisa e desenvolvimento de novos produtos WCNT e novas tecnologias de aplicação;

- Força de teste: A empresa possui um centro de testes profissional de 1.200 metros quadrados, equipado com equipamentos de teste avançados internacionais (XRD, TEM, testador de quatro- sondas, TGA, etc.), cobrindo todos os itens de teste do WCNT, e o nível de teste está no nível avançado internacional;

- Ponto forte do atendimento ao cliente: estabelecer um-sistema completo de atendimento ao cliente, fornecer consultoria técnica profissional, testes de amostra gratuitos,-orientação técnica no local e outros serviços; a equipe de atendimento ao cliente responde em até 12 horas, e a equipe técnica pode chegar ao local do cliente em até 48 horas para solucionar os problemas de aplicação dos produtos; estabeleceu relações cooperativas de longo-prazo com mais de 50 empresas globais-de alto nível, abrangendo Europa, América, Ásia e outras regiões;

- Força de proteção ambiental: a empresa adere à produção verde, adota tecnologia de produção de-economia de energia e redução de emissões-e os gases residuais, águas residuais e resíduos gerados no processo de produção atendem aos padrões nacionais de emissão; passou pela certificação do sistema de gestão ambiental ISO14001 e pela certificação do sistema de gestão de saúde e segurança ocupacional ISO45001, realizando o desenvolvimento coordenado da produção e da proteção ambiental.

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