Zakaj je eno-prah ogljikovih nanocevk težje razpršiti kot več{1}}prah?

Pri dejanski uporabi prahu ogljikovih nanocevk se številni inženirji materialov srečujejo s tipično težavo: zakaj je prahu ogljikovih nanocevk z eno-steno (prah SWCNT) pogosto težje doseči enakomerno disperzijo kot prahu ogljikovih nanocevk z več stenami (prah MWCNT), tudi če je dodan istemu topilu, smoli ali sistemu gnojevke?

Na prvi pogled se zdi, da je razlog le v tem, da so »eno-ogljikove nanocevke finejše in bolj nagnjene k aglomeraciji,« vendar pravi razlog ni tako preprost.

Bistvo tega, zakaj je eno{0}}stenske ogljikove nanocevke težje razpršiti, je njihovo visoko razmerje stranic, majhen premer cevi in ​​velike-kontaktne interakcije med cevmi, zaradi česar so SWCNT zelo nagnjeni k oblikovanju snopov-podobnih agregatov v stanju suhega prahu. Ko nastanejo stabilni snopi, je z običajnim mešanjem zelo težko ponovno ločiti posamezne karbonske cevi.

Nedavne raziskave ponovno poudarjajo, da SWCNT naravno kažejo očitne pojave povezovanja, eden od temeljnih razlogov pa so močne van der Waalsove interakcije med ogljikovimi nanocevkami. Čeprav tradicionalni ultrazvok in dolgotrajno striženje lahko izboljšata disperzijo, lahko povzročita poškodbe ogljikovih cevi, porabo energije in težave z učinkovitostjo obdelave.

Zato, če kupujete pra-ogljikove nanocevke z eno steno, ne morete gledati samo na čistost in premer cevi. Pozorni morate biti tudi na njegovo dolžino, stanje aglomeracije, način površinske obdelave in ali se ujema z vašim disperzijskim sistemom.

I. Zakaj je ogljikove nanocevke z eno-steno težje razpršiti kot več{2}}ogljikove nanocevke?

Temeljni razlog ni v tem, da je »eno-stensko nujno težje razpršiti kot več-stensko,« ampak v tem, da so SWCNT bolj nagnjeni k oblikovanju močnih snopov-podobnih struktur, ponovna-razpršitev snopov pa zahteva premagovanje pomembnih med-cevnih interakcij.

Čeprav eno-stenske ogljikove nanocevke in več-stenske ogljikove nanocevke pripadajo eno-dimenzionalnim ogljikovim nanomaterialom, se njihove strukture bistveno razlikujejo.

SWCNT imajo samo eno cevno steno, oblikovano z valjanjem ene plasti ogljikovih atomov, medtem ko so MWCNT običajno sestavljene iz več koaksialnih grafitnih plasti.

Pri običajnih izdelkih je zunanji premer eno-stenskih ogljikovih nanocevk običajno v območju pod-nanometrov do nekaj-nanometrov, medtem ko lahko zunanji premer več-stenskih ogljikovih nanocevk običajno doseže nekaj nanometrov do deset nanometrov ali celo več; določen obseg je odvisen od specifikacije izdelka.

Tisto, kar resnično vpliva na disperzijo, ni "število sten" samo po sebi, temveč skupni učinek naslednjih dejavnikov:

Manjši premer cevi

Običajno zelo visoko razmerje stranic

Večja površina na enoto mase

Očitne van der Waalsove interakcije med-cevkami

Nagnjeni k oblikovanju vzporednih-poravnanih struktur snopov

Nagnjen k sekundarni aglomeraciji v suhem prahu

Občutljiv za mehansko/ultrazvočno energijo med-postopkom razvezovanja

SWCNT kažejo očitno privlačnost med-cevkami v raztopini in njihova-enodimenzionalna struktura daje interakcijam med-cevkami močne lokalne adsorpcijske značilnosti.

Torej, pravo vprašanje ni: "Zakaj se SWCNT ne raztopijo zlahka?" ampak raje: "Kako ponovno-razdvojite že-formirane snope SWCNT in ohranite ločene posamezne ogljikove cevi stabilne?"

To je najpomembnejši inženirski problem pri disperziji-ogljikovih nanocevk z eno steno.

II. Najtežji vidik praška-ogljikovih nanocevk z eno steno je pravzaprav "združevanje"

Za SWCNT največja disperzijska ovira pogosto niso posamezne ogljikove cevi, temveč več ogljikovih cevi, ki so že oblikovale stabilne svežnje.

Predstavljajte si eno-ogljikovo nanocevko s premerom približno 1 nm in dolžino nekaj mikrometrov.

To ni navaden "delec".

Je bolj kot izredno fino, izredno dolgo nano vlakno.

Ko hkrati obstaja veliko število SWCNT, so zaradi površinskih interakcij podvrženi naslednjemu: ena cev → majhen snop → velik snop → tri{0}}dimenzionalni aglomerat

Ta proces je še posebej očiten pri suhem prahu.

Nedavne raziskave naravno združevanje SWCNT neposredno pripisujejo močnim van der Waalsovim interakcijam in poudarjajo, da tradicionalni ultrazvok in dolgotrajno striženje običajno zahtevata veliko energije za doseganje raz-združevanja.

Zato je tisto, kar inženirji vidijo kot "prah, ki se ne razprši", pogosto dejansko:

Tekočina je vstopila na zunanji rob aglomerata, vendar ni zares odprla notranjih snopov SWCNT.

III. Zakaj ogljikove nanocevke med seboj ustvarjajo tako močno privlačnost?

Van der Waalsove interakcije med ogljikovimi nanocevkami so eden temeljnih vzrokov za aglomeracijo CNT, visoka specifična površina in velika kontaktna dolžina pa to težavo še povečata.

Površina ogljikovih nanocevk je v glavnem sestavljena iz atomov ogljika, ki pripadajo tipični strukturi ogljika sp².

Ko se dve ogljikovi nanocevki približata druga drugi, se med njima ustvarijo van der Waalsove interakcije.

Če bi šlo le za dva običajna kroglasta delca v stiku, bi bilo območje stika relativno omejeno.

Toda CNT so vitke-enodimenzionalne strukture.

Če sta dve ogljikovi cevi razporejeni vzporedno, lahko tvorita: Linearen, neprekinjen, veliko-površinski stik.

To je tudi razlog, zakaj je visoka specifična površina CNT hkrati prednost in disperzijska težava.

Obstoječe raziskave poudarjajo, da je velika specifična površina CNT-jev koristna za ustvarjanje medfaznih interakcij z matriko, hkrati pa tudi povečuje privlačnost in tendenco aglomeracije med nanodelci.

Zato:

Vrednosti tukaj so tipični inženirski razponi, ki se uporabljajo za razumevanje strukturnih razlik, ne enotne specifikacije za vse izdelke.

IV. Zakaj visoko razmerje stranic SWCNT poveča težave z disperzijo?

Visoko razmerje stranic pomeni, da so posamezni SWCNT zelo dolgi in zelo tanki, zaradi česar so nagnjeni k medsebojnemu prepletanju in bolj nagnjeni k oblikovanju neprekinjenih med-cevnih kontaktnih mrež.

Razmerje stranic lahko preprosto razumemo kot: dolžina ÷ premer cevi

Predpostavimo SWCNT:

Premer cevi: 1 nm

Dolžina: 1 μm

Potem je razmerje stranic: 1000 : 1

Če dolžina doseže 5 μm: 5000 : 1

To se popolnoma razlikuje od običajnih delcev v mikronskem- obsegu.

Visoko razmerje stranic prinaša dva rezultata:

Prvič, nagnjeni k prepletanju med seboj

Več ogljikovih cevi se lahko prepleta in prekriva v stanju suhega prahu.

Drugič, bolj nagnjeni k oblikovanju mreže-kot so aglomerati

Ena cev se lahko hkrati dotakne več cevi in ​​postopoma oblikuje strukturo, podobno "pajkovi mreži".

Torej, tudi če lahko disperzijsko sredstvo zmoči površino CNT, to ne pomeni, da je lahko celotna struktura aglomerata takoj拆开.

V. Zakaj je prah-ogljikovih nanocevk z eno steno "videti kot zelo majhen", vendar ga je v resnici zelo težko razpršiti?

Tipična značilnost SWCNT-jev je, da lahko majhne dodane količine tvorijo očitne mrežne strukture, kar tudi pomeni, da lahko majhna količina prahu povzroči očitne učinke aglomeracije in zgoščevanja.

To je še posebej očitno pri goščah CNT z visoko-koncentracijo.

Na primer, če se tekočemu sistemu dodajo SWCNT: 0,1 mas.% → 1 mas.% → 3 mas.%

Z večanjem koncentracije se znatno poveča verjetnost trka med ogljikovimi cevmi.

Ko je določena-sistemska meja disperzije presežena, se lahko zgodi naslednje:

Hitro povečanje viskoznosti

Zmanjšana pretočnost

Črni aglomerirani delci

Sedimentacija/lebdenje

Težave s filtracijo

Napake premaza

Raziskave kažejo, da so SWCNT-ji znatno omejeni z združevanjem pri višjih koncentracijah; funkcionalizacija lahko izboljša ta problem, vendar je njen učinek tesno povezan s topilom, površinskimi skupinami in koncentracijo.

Zato ni mogoče preprosto domnevati, da: "Manjša kot je dodana količina, lažja je disperzija."

Če so ogljikove cevi same že oblikovale zelo stabilne aglomerate suhega prahu, se lahko pojavijo očitni "ribje oko" ali zrnati aglomerati, tudi če je končna dodana količina samo 0,1 %.

VI. Zakaj je več{1}}ogljikove nanocevke z več stenami včasih lažje razpršiti?

MWCNT po naravi ni "lahko razpršiti", vendar struktura in oblika izdelka določenih več{0}}stenskih ogljikovih nanocevk olajšata doseganje makroskopske enakomerne disperzije z mehanskim striženjem v posebnih sistemih.

To vprašanje je zlahka napačno razumljeno.

Ni mogoče preprosto reči: MWCNT je enostavno razpršiti, SWCNT je težko razpršiti.

Natančnejša izjava je: V številnih običajnih industrijskih formulacijah lahko nekateri izdelki MWCNT lažje dosežejo "makroskopsko enotno disperzijo", medtem ko morajo SWCNT pogosto še dodatno rešiti problem "disociacije snopov".

Na primer:

Raziskave disperzije MWCNT prav tako kažejo, da agregacijo in sedimentacijo MWCNT nadzoruje več dejavnikov, vključno s van der Waalsovimi silami, elektrostatičnimi silami, steričnimi ovirami in hidrofobnimi interakcijami.

Zato več{0}}ogljikove nanocevke z več stenami prav tako niso »lahki{1}}materiali za-razpršitev«; samo to, da se disperzijsko okno lahko razlikuje za posamezne izdelke.

VII. Kako natančno je treba definirati "disperzijo" prahu ogljikovih nanocevk?

Resnična disperzija ni "videti črna po dodajanju tekočine", temveč ogljikove nanocevke, ki dosegajo dovolj enakomerno, stabilno stanje v ciljnem sistemu, ki izpolnjuje končne zahteve glede zmogljivosti.

To je zelo pomembna točka pri nakupu prahu ogljikovih nanocevk.

Mnogi poskusi kažejo to situacijo: Mešajte 10 minut → Enakomerna črna → Disperzija velja za uspešno.

Toda po 24 urah: Zgornja plast postane bistra → Na dnu se pojavi usedlina.

To pomeni, da je sistem dokončal samo kratko{0}}makroskopsko mešanje in ni ustvaril stabilne disperzije.

Zato se lahko presoja na treh ravneh:

1. Makroskopska enakost

Ali obstajajo očitni delci, kosmiči in sedimentacija?

2. Mikroskopska disperzibilnost

Ali so ogljikove cevi posamezne, majhni snopi ali veliki{0}}svežnji-kot aglomerati?

3. Dolgoročna-stabilnost

Ali je sistem po 24 urah, 7 dneh ali celo dlje še vedno stabilen?

Resnično dragocena rešitev disperzije ogljikovih nanocevk mora upoštevati vse tri ravni hkrati.

VIII. Zakaj lahko ultrazvok razprši SWCNT, vendar ga ni mogoče uporabljati za nedoločen čas?

Ultrazvok lahko zagotovi dovolj mehanske energije za razbijanje aglomeratov CNT, vendar lahko pretiran ultrazvok skrajša karbonske cevi, povzroči napake ali spremeni končno zmogljivost.

To je tudi najpogostejša težava s "stopnjami" v procesu disperzije SWCNT.

Učinek ultrazvoka je mogoče preprosto razumeti kot: ultrazvočna kavitacija → lokalno močno striženje → zlom aglomerata → ogljikove cevi se postopoma raz-zvijejo

Toda težava je: Če energije ni dovolj → Aglomerati se ne odprejo. Če je energija previsoka ali čas predolg → Karbonske cevi se lahko mehansko poškodujejo.

Tradicionalni ultrazvok ali dolgotrajno striženje se lahko uporablja za raz-združevanje SWCNT, vendar lahko povzroči težave, kot so visoka poraba energije, stroški obdelave in poškodbe ogljikovih cevi.

Zato je v dejanski proizvodnji pomembnejše: najti ravnotežje med "-učinkovitostjo razvezovanja" in "ohranjanjem dolžine ogljikovih cevi."

IX. Zakaj lahko disperzijska sredstva pomagajo eno{1}}ogljikovim nanocevkam pri dispergiranju?

Glavna funkcija dispergenta je vzpostaviti nove stabilizacijske interakcije na površini ogljikovih nanocevk, kar zmanjša nagnjenost cevi k ponovnemu-združevanju.

Če za primer vzamemo vodne sisteme, običajni pristopi vključujejo:

Anionske površinsko aktivne snovi

Ne{0}}ionske površinsko aktivne snovi

Polimerni dispergatorji

Amfifilne molekule

Poseben polimerni premaz

Na primer, površinsko aktivne snovi, kot je SDS, se lahko adsorbirajo na površino SWCNT, kar ustvari bolj očitno elektrostatično odbojnost med ogljikovimi cevmi in tako pomaga vzdrževati stanje disperzije. S tem povezane raziskave so opazile tudi učinke koncentracije površinsko aktivne snovi, koncentracije soli in površinskega naboja na agregacijska stanja SWCNT.

Toda disperzanti niso boljši v večjih količinah.

Prekomerni razpršilec lahko povzroči:

Povečan ostanek

Povečana pena

Spremembe viskoznosti

Vpliv na elektrokemično delovanje

Naknadne težave s premazom/sušenjem

Zato je treba disperzijska sredstva oblikovati skupaj z ogljikovimi nanocevkami, topili in končno formulacijo.

X. Zakaj imajo različna topila tako različne učinke na disperzijo-ogljikovih nanocevk z eno steno?

Kajti to, ali se lahko ogljikove nanocevke stabilno razpršijo, je v bistvu odvisno od ravnovesja med dvema vrstama interakcij: »ogljikova cev-topilo« in »ogljikova cev-ogljikova cev«.

Če je topilo dobro združljivo s površino CNT: interakcije CNT-topil se okrepijo, medtem ko se nagnjenost k ponovnemu združevanju CNT-CNT- zmanjša, zaradi česar je disperzijo lažje stabilizirati.

Nasprotno, če se topilo ne ujema s CNT, CNT-CNT interakcije > CNT-topilne interakcije, zaradi česar je ponovno-aglomeracija enostavna.

Raziskave so pokazale, da se stabilnost disperzije SWCNT v različnih sistemih organskih topil lahko bistveno razlikuje; mešani sistemi DMF/NMP so na primer pokazali večjo stabilnost kot posamezna topila pod posebnimi eksperimentalnimi pogoji.

Zato se ne moremo preprosto vprašati: "Ali lahko eno{0}}ogljikove nanocevke dispergirajo v takšnem-in-topilu?"

Bolj natančno vprašanje bi moralo biti: "Pri kakšni koncentraciji, v kakšnem topilu, s kakšnim dispergentom in pod kakšnimi strižnimi pogoji lahko SWCNT ohranijo stabilno disperzijo?"

XI. Zakaj je eno{1}}ogljikove nanocevke posebej težko razpršiti v vodnih sistemih?

Neokrnjene površine SWCNT imajo običajno močne hidrofobne lastnosti, medtem ko je voda zelo polaren medij. Zato je za neokrnjene SWCNT v čisti vodi običajno zelo težko naravno oblikovati stabilno disperzijo posameznih cevi.

Zato je treba vodne gošče ogljikovih nanocevk običajno upoštevati:

Disperzijska sredstva

Modifikacija površine

pH

Ionska moč

Visok strig

Ultrazvok

Polimerni stabilizatorji

in drugi dejavniki.

Omeniti velja, da koncentracija soli vpliva tudi na stabilnost disperzije.

Raziskava je pokazala, da SWCNT, prevlečeni s-površinsko aktivnimi snovmi, po dodajanju soli pokažejo zaščito pred nabojem, kar lahko vodi do agregacije; in ta učinek lahko kaže tudi odvisnost od premera ali celo kiralnosti.

Če torej stranka potrebuje vodno eno{0}}disperzijo ogljikovih nanocevk, ne more samo kupiti "SWCNT prahu" in neposredno dodati vodo.

XII. Ali je funkcionalizirane eno{1}}ogljikove nanocevke lažje razpršiti?

Običajno lahko izboljšajo disperzijo v določenih sistemih, vendar funkcionalizacija ne pomeni, da je v vseh primerih boljša.

Uvedba polarnih skupin na površino CNT z oksidacijo ali drugimi kemičnimi metodami lahko izboljša njeno interakcijo z nekaterimi polarnimi topili ali polimeri.

Prednosti takšnih metod so: Spreminjanje površine CNT → Izboljšanje združljivosti z medijem → Zmanjšanje re-aglomeracije

Obstaja pa tudi pomemben problem: funkcionalizacija lahko spremeni prvotno sp² ogljikovo strukturo ogljikovih nanocevk.

Sorodne raziskave poudarjajo, da čeprav lahko kemična površinska obdelava izboljša stabilnost disperzije CNT, lahko pretirana kemična obdelava uniči del intrinzične strukture in vpliva na mehanske in električne lastnosti.

Torej za SWCNT, ki morajo ohraniti visoko prevodnost ali posebne optoelektronske lastnosti: "lažje razpršiti" ni nujno enako "boljši celoviti zmogljivosti".

XIII. Kako natančno je treba primerjati težave z disperzijo eno{1}}stenskega in več{2}}stenskega prahu ogljikovih nanocevk?

Z vidika "raz-združevanja" SWCNT običajno zahtevajo bolj rafinirane disperzijske postopke; z vidika "makroskopske aglomeracije" imajo tako SWCNT kot MWCNT očitne težave z aglomeracijo.

Ocene zvezdic tukaj so relativne inženirske indikacije, ne enotni standardi testiranja; dejanski rezultati se lahko bistveno razlikujejo glede na dolžino izdelka, premer cevi, čistost, površinsko obdelavo in medij.

XIV. Zakaj ima lahko ista eno{1}}ogljikova nanocevka popolnoma različne disperzijske učinke pri različnih proizvajalcih?

Tisto, kar določa učinkovitost disperzije ogljikovih nanocevk, ni samo ime izdelka "SWCNT"; struktura prahu in proizvodni proces sta enako pomembna.

Na primer, oba proizvajalca označujeta: Čistost SWCNT Večja ali enaka 99 %

Toda dejanski učinki disperzije so lahko popolnoma drugačni.

Ker je treba upoštevati tudi naslednje:

Zato "visoka-čistota SWCNT" ni enaka "najbolj-razpršilni SWCNT."

Za specifične aplikacije je bolj pomembno naslednje: visoka čistost + primerna dolžina + primerno stanje površine + primerna morfologija prahu + ustrezen postopek disperzije.

XV. Kako izboljšati disperzijski učinek prahu ogljikovih nanocevk z eno-steno?

Najučinkovitejša metoda ni samo povečanje časa mešanja, temveč hkratna optimizacija praškastega stanja, disperzijskega medija, disperzijskega sredstva in vnosa mehanske energije.

Uporabi se lahko naslednji pristop:

1. korak: potrdite specifikacije ogljikovih nanocevk

Najprej potrdite:

Premer cevi

Dolžina

Čistost

Stanje površine

Ali funkcionalno

2. korak: Določite disperzijsko sredstvo

Pojasni, ali je:

voda

NMP

DMF

Etanol

izopropanol

Raztopina smole

Druga organska topila

3. korak: Izberite Dispersant

Izberite ustrezno vrsto glede na sistem:

Površinsko aktivne snovi

Polimerni dispergatorji

Amfifilne molekule

4. korak: Optimizirajte striženje

Lahko kombinirate: Predhodno-močenje → Visoko-hitrost striženja → Ultrazvok → Nizko{2}}hitrost zorenja, namesto da začnete s podaljšanim ultrazvokom.

5. korak: Ocenite stabilnost

Upoštevajte vsaj:

Začetna velikost delcev/stanje aglomeracije

Viskoznost

Sedimentacija

Supernatant

Stabilnost pri shranjevanju

Šele takrat lahko presodite, ali je problem disperzije resnično rešen ali pa so aglomerati le začasno razbiti.

XVI. Zakaj bi se morali proizvajalci ogljikovih-nanocevk z eno steno osredotočati tudi na "zmogljivost disperzije"?

Ker za mnoge kupce končni namen nakupa SWCNT ni pridobitev vrečke s prahom, temveč pridobitev nanomaterialov, ki lahko vstopijo v formulacijo in stabilno delujejo.

Še posebej za naslednje aplikacije:

Prevodna sredstva za litijeve baterije

Prilagodljiva elektronika

Transparentne prevodne folije

Senzorji

Prevodni kompozitni materiali

Visoko{0}}zmogljivi polimeri

EMI zaščitni materiali

Optoelektronski materiali

Tisto, kar resnično vpliva na odločitve strank o nabavi, pogosto ni: "Kakšna je čistost tega SWCNT?"

Bolje rečeno: "Ali se lahko po tem, ko ga dodam v svoj sistem, stabilno razprši?"

Zato mora proizvajalec prahu ogljikovih nanocevk z zmožnostjo uporabe poleg nadzora samih ogljikovih cevi razumeti tudi: prah → disperzija → gošča → premaz/oblikovanje → končna zmogljivost-celotne verige.

XVII. Kako Shandong Tanfeng kot proizvajalec prahu iz ogljikovih nanocevk pomaga strankam rešiti težave z disperzijo SWCNT?

Shandong Tanfeng se bolj osredotoča na usklajevanje specifikacij ogljikovih nanocevk z uporabniškimi sistemi strank, ne pa le na zagotavljanje poenotenega modela pra-ogljikovih nanocevk z eno steno.

Za stranke, ki morajo kupiti SWCNT, se lahko ujemanje izdelkov izvede okoli naslednjih parametrov:

Premer cevi:Različni premeri cevi vplivajo na specifično površino, elektronsko strukturo in obnašanje disperzije.

Dolžina:Dolžina neposredno vpliva na razmerje stranic, nagnjenost k prepletanju in reologijo gnojnice.

Čistost:Specifikacije izdelkov so nadzorovane v skladu z zahtevami kupcev glede delovanja elektronskih, elektrokemičnih ali kompozitnih materialov.

Stanje površine:Za različne medije je mogoče oceniti naslednje:

Neokrnjeni SWCNT

Funkcionaliziran SWCNT

Posebna površinsko{0}}obdelana SWCNT

Stanje prahu:Osredotočite se na aglomeracijo suhega prahu, stabilnost pri shranjevanju in poznejše težave pri de-aglomeraciji.

Ujemanje aplikacij:Kot proizvajalec prahu za ogljikove nanocevke lahko Shandong Tanfeng izvede ciljno usklajevanje specifikacij ogljikovih nanocevk glede na sisteme vodnih, oljnih-osnov, organskih topil, smol in kompozitnih materialov.

To pomeni, da strankam ni treba preprosto izbirati med: "0,8 nm ali 1,2 nm?"

Lahko pa upoštevate splošno: premer cevi + dolžino + čistost + stanje površine + disperzijski sistem.

XVIII. Katera vprašanja je treba zastaviti proizvajalcem pri nakupu prahu-ogljikovih nanocevk z eno steno?

Če ima vaš končni izdelek zahteve glede stabilnosti disperzije, je najbolje, da se med ponudbo pozanimate o strukturnih parametrih izdelka in podatkih,-povezanih z uporabo.

Priporočljivo je vprašati vsaj:

Kakšen je povprečni premer cevi SWCNT?

Kakšen je obseg dolžine?

Kako se testira čistost ogljika?

Kakšna je vsebnost kovinskih nečistoč?

Ali so na voljo Ramanovi podatki?

Ali so na voljo podatki TGA?

Ali je na voljo karakterizacija TEM/SEM?

Ali je bil prašek podvržen posebnemu sušenju?

Ali obstajajo primeri vodne disperzije?

Ali obstajajo podatki o disperziji v NMP/DMF in drugih sistemih?

Kaj je priporočeno disperzijsko sredstvo?

Kakšni so priporočeni pogoji za striženje/ultrazvok?

Ali je mogoče zagotoviti vzorce za dejansko testiranje formulacije?

Še posebej ne sprašujte le: "Kakšna je čistost SWCNT?"

Še pomembneje, vprašajte: "Kako je priporočljivo, da se ta SWCNT razprši v mojem ciljnem sistemu?" To je vprašanje, ki lahko resnično zmanjša stroške poskusov-in-napak raziskav in razvoja.

XIX. Pogosta vprašanja o disperziji prahu-ogljikovih nanocevk z eno steno

1. Zakaj so eno-ogljikove nanocevke nagnjene k aglomeraciji?

Ker imajo SWCNT visoka razmerja stranic in močne med-cevne van der Waalsove interakcije, zaradi česar so nagnjeni k oblikovanju snopov-podobnih struktur. Nedavne raziskave ponovno potrjujejo, da je naravno združevanje SWCNT-jev eden glavnih izzivov pri obdelavi njihovih rešitev.

2. Ali je eno-stenske ogljikove nanocevke nujno težje razpršiti kot več-stenske ogljikove nanocevke?

Ni nujno, vendar imajo SWCNT v mnogih sistemih bolj očitne težave pri združevanju in raz{0}}razdruževanju. Posebni rezultati so povezani tudi z dolžino, premerom cevi, površinsko obdelavo, čistostjo in medijem.

3. Ali lahko ultrazvok reši aglomeracijo SWCNT?

Lahko izboljša aglomeracijo, vendar je treba nadzorovati čas in energijo ultrazvoka. Prekomerna obdelava lahko vpliva na dolžino in strukturo ogljikovih cevi.

4. Ali je mogoče SWCNT neposredno dodati vodi?

Neokrnjeni SWCNT običajno ne morejo tvoriti dolgoročne-stabilne disperzije v vodi samo s preprostim mešanjem. Običajno so potrebna disperzijska sredstva, modifikacija površine ali druge metode stabilizacije.

5. Ali je več disperzivnih sredstev boljše?

Ne. Disperzijska sredstva morajo doseči zadostno površinsko pokritost in stabilizacijske učinke, hkrati pa preprečiti, da bi prekomerna dispergentna sredstva vplivala na prevodnost, elektrokemično delovanje ali kasnejšo obdelavo.

6. Zakaj se SWCNT, ki so bili pravkar razpršeni, po enem dnevu spet aglomerirajo?

Ker ni nujno, da začetna mehanska disperzija uniči vse stabilne strukture snopov in bodo elektrostatične, van der Waalsove, hidrofobne in sterične interakcije v sistemu nenehno spreminjale stanje aglomeracije.

7. Ali je funkcionalizirane SWCNT nujno lažje razpršiti?

Običajno pomagajo izboljšati disperzijo v določenih polarnih sistemih, vendar lahko hkrati spremenijo notranjo strukturo in delovanje CNT, zato je treba presojo kombinirati s končno aplikacijo.

Eno-ogljikove nanocevke je težko razpršiti-Resnično težko je "raz-združevanje," ne "močenje"

Prah-ogljikovih nanocevk z eno steno je težje razpršiti kot mnoge prahove ogljikovih nanocevk z več stenami. Temeljni problem je mogoče povzeti kot: zaradi visokega razmerja stranic, majhnega premera cevi in ​​pomembnih med-cevnih van der Waalsovih interakcij so SWCNT izjemno nagnjeni k oblikovanju stabilnih snopov-podobnih aglomeratnih struktur.

Zato se reševanje problema disperzije SWCNT ne more zanašati samo na: "Dodajte malo več topila + mešajte še malo."

Bolj razumen pristop je: Izberite ustrezne specifikacije SWCNT → Kontrolirajte stanje aglomeracije prahu → Izberite ujemajoči se disperzijski medij → Optimizirajte disperzijsko sredstvo → Kontrolirajte strižno/ultrazvočno energijo → Preverite dolgoročno-stabilnost.

Za nabavo prahu iz ogljikovih nanocevk to tudi pojasnjuje, zakaj lahko vsi izdelki z oznako »eno-ogljikove nanocevke« po vstopu v isto formulacijo izkazujejo popolnoma različne učinke disperzije.

Kot proizvajalec prahu iz ogljikovih nanocevk lahko Shandong Tanfeng uskladi izdelke okoli premera cevi SWCNT, dolžine, čistosti, površinskega stanja in sistema nanašanja ter zagotovi ciljno usmerjeno izbiro in priporočila za disperzijo v skladu z vodnimi sistemi,-na osnovi olja, organskih topil ali polimernimi sistemi.

Če vaš cilj ni zgolj nakup prahu SWCNT, temveč končno pridobitev materialov iz ogljikovih nanocevk z nizko aglomeracijo, enostavno disperzijo in stabilnostjo serije, potem je vključitev "zmogljivosti disperzije" v specifikacije izdelka na stopnji nabave učinkovitejša od večkratnega prilagajanja formulacije po prejemu prahu.