Produktdetails
Leistung
Nach der Behandlung werden eine große Anzahl von Aminogruppen auf die Wände der Kohlenstoffnanoröhren gepfropft, wodurch diese leichter dispergierbar werden und die mechanischen Eigenschaften des Produkts verbessert werden.
Epoxidharzzusätze, Beschichtungszusätze
Eine große Anzahl von Aminogruppen wird auf die Oberfläche gepfropft, wodurch sie sich besser in organischen Matrizen dispergieren und eine gute Grenzflächenbindung mit den Matrizen bilden können.
Fasersizingmittel, Epoxidharzzusätze, Ölbohrflüssigkeitszusätze
Die Oberfläche wird mit reichlich Doppelbindungen gepfropft, wodurch sie sich leichter in der Matrix dispergieren und eine gute Grenzflächenbindung mit der Matrix bilden kann.
Hochpolymer
Nach der Behandlung werden eine große Anzahl von organischen Gruppen auf die Oberfläche gepfropft, was dazu beiträgt, die mechanischen Eigenschaften, die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit des Polymers zu verbessern.
Teilanwendung
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren werden durch modifizierte katalytische chemische Gasphasenabscheidung (CCVD) hergestellt. Sie zeichnen sich durch hohe Leitfähigkeit, große spezifische Oberfläche, hohe Reinheit der Kohlenstoffphase, enge Außendurchmesserverteilung, extrem hohes Seitenverhältnis usw. aus, mit stabiler Produktqualität.
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren werden hauptsächlich in verwandten Industrien wie Gummi, Kunststoffen, Lithiumbatterien und Beschichtungen eingesetzt. Im Gummibereich werden sie hauptsächlich in Gummiprodukten wie Reifen und Dichtungsringen eingesetzt, mit Vorteilen wie hoher Leitfähigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und hoher Reißfestigkeit. Im Kunststoffbereich kann das Hinzufügen einer kleinen Menge die Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessern. Sie werden hauptsächlich in Kunststoffprodukten wie PP, PA, PC, PE, PS, ABS, ungesättigten Harzen und Epoxidharzen verwendet.
Kohlenstoffnanoröhren sind eine weitere Allotropform des Kohlenstoffs, die nach C60 entdeckt wurde. Ihre radiale Größe ist klein; der Außendurchmesser der Röhre beträgt im Allgemeinen einige Nanometer bis zu zehn Nanometern, und der Innendurchmesser der Röhre ist noch kleiner, wobei einige nur etwa 1 nm betragen. Ihre Länge liegt im Allgemeinen im Mikrometerbereich, und das Verhältnis von Länge zu Durchmesser ist sehr groß und erreicht 10³ bis 10⁶. Daher werden Kohlenstoffnanoröhren als typisches eindimensionales Nanomaterial betrachtet. Seit ihrer Entdeckung durch den Menschen werden Kohlenstoffnanoröhren als das Material der Zukunft gefeiert und sind in den letzten Jahren eines der Grenzgebiete der internationalen Wissenschaft. Professor Alex Zettl von der University of California, Berkeley, ist der Ansicht, dass C60 und Kohlenstoffnanoröhren in Bezug auf die Anwendungsaussichten umfassend verglichen werden können, wobei C60 auf einer Seite zusammengefasst werden kann, während Kohlenstoffnanoröhren ein ganzes Buch erfordern würden, um
Einführung
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren und einwandige Kohlenstoffnanoröhren
1985 entdeckten Professor Kroto, ein Spektroskopiker von der University of Sussex in Großbritannien, und die Professoren Smalley und Curl von der Rice University in den USA während ihrer gemeinsamen Forschung, dass Kohlenstoff hochsymmetrische käfigartige Moleküle C60 und C70 bilden kann, die aus 60 oder 70 Kohlenstoffatomen bestehen und als Buckyballs bezeichnet werden. 1991 entdeckte Iijima, ein Wissenschaftler von NEC in Japan, erstmals mit einem hochauflösenden Rastertunnelmikroskop eine Art von Kohlenstoffnanoröhre in der Kathodenverletzung, die während der Herstellung von C60 gebildet wurde. Diese Kohlenstoffnanoröhre hat einen Außendurchmesser von 5-15 nm und einen Innendurchmesser von 2-3 nm und besteht nur aus zwei Schichten koaxialer graphitähnlicher zylindrischer Oberflächen, die zusammengestapelt sind. Anschließend berichteten 1993 die Forschungsgruppen von Iijima und Bethune gleichzeitig über die Synthese von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit einer sehr einfachen Struktur. Dies bot experimentelle Möglichkeiten für die theoretische Vorhersage der Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren, erweiterte den Bereich der Kohlenstoffcluster-Materialien weiter und förderte auch die theoretische und experimentelle Forschung an Kohlenstoffnanoröhren erheblich, wodurch dieses Gebiet heute zu einem globalen Forschungsschwerpunkt wurde [1].
Eigenschaften
Die einzigartige Struktur von Kohlenstoffnanoröhren bestimmt, dass sie viele spezielle physikalische und chemische Eigenschaften besitzen. Die C=C-kovalenten Bindungen, aus denen Kohlenstoffnanoröhren bestehen, sind die stabilsten chemischen Bindungen in der Natur und verleihen Kohlenstoffnanoröhren somit extrem hervorragende mechanische Eigenschaften. Theoretische Berechnungen zeigen, dass Kohlenstoffnanoröhren eine extrem hohe Festigkeit und große Zähigkeit aufweisen. Ihre theoretischen Werte werden auf einen Young-Modul von bis zu 5 TPa und eine Festigkeit von etwa dem 100-fachen von Stahl geschätzt, während ihre Gewichts-Dichte nur 1/6 der von Stahl beträgt. Treacy et al. waren die ersten, die TEM verwendeten, um die mittlere quadratische Amplitude von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren über einen Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 800 Grad zu messen und daraus abzuleiten, dass der durchschnittliche Young-Modul von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren etwa 1,8 TPa beträgt. Salvetat et al. maßen den Young-Modul von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit kleinem Durchmesser und leiteten ab, dass ihr Schubmodul 1 TPa beträgt. Wong et al. verwendeten Rasterkraftmikroskopie, um die durchschnittliche Biegefestigkeit von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit 14,2 ± 10,8 GPa zu messen, während die Biegefestigkeit von Kohlenstofffasern nur 1 GPa beträgt. Sowohl in Bezug auf Festigkeit als auch Zähigkeit sind Kohlenstoffnanoröhren allen anderen Fasern weit überlegen und gelten als die "Superfasern" der Zukunft.
Entwicklungsperspektiven
Es wird vorhergesagt, dass Kohlenstoffnanoröhren zu einer neuen Art von hochfestem Kohlenstofffasermaterial werden könnten, das nicht nur die inhärenten Eigenschaften von Kohlenstoffmaterialien besitzt, sondern auch die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Metallmaterialien, die Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Keramikmaterialien, die 编织性 von Textilfasern sowie das geringe Gewicht und die einfache Verarbeitbarkeit von Polymermaterialien. Die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren als Verbundmaterialverstärkung wird voraussichtlich eine gute Festigkeit, Elastizität, Ermüdungsbeständigkeit und Isotropie aufweisen, und es wird erwartet, dass kohlenstoffnanoröhrenverstärkte Verbundmaterialien einen Sprung in der Leistung von Verbundmaterialien bewirken können. Die Forschung zur Herstellung von Verbundmaterialien mit Nanoröhren begann zuerst an Metallmatrizen, wie z. B.: Fe/Kohlenstoffnanoröhren, Al/Kohlenstoffnanoröhren, Ni/Kohlenstoffnanoröhren, Cu/Kohlenstoffnanoröhren usw. Der Forschungsschwerpunkt von Kohlenstoffnanoröhren-Verbundmaterialien hat sich auf Polymer/Kohlenstoffnanoröhren-Verbundmaterialien verlagert. Zum Beispiel werden in leichten und hochfesten Materialien, in denen Kohlenstofffasern als Verstärkungsmaterialien verwendet werden, die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren zusammen mit ihrem kleinen Durchmesser und ihrem großen Seitenverhältnis bessere Verstärkungseffekte erzielen.
Universitätskundengruppen
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