Wiadomości branżowe
W miarę ciągłego rozwoju powłok przewodzących, atramentów przewodzących i nowych materiałów energetycznych nanomateriały węglowe — grafen, nanorurki węglowe i przewodząca sadza — stały się niezbędnymi wypełniaczami funkcjonalnymi w tych systemach. Materiały te mają jednak wspólną cechę charakterystyczną: wyjątkowo dużą powierzchnię w połączeniu z silną naturalną tendencją do agregacji. Gdy dyspersja jest niewystarczająca, konsekwencje wykraczają daleko poza przewodność i obejmują stabilność przetwarzania, wydajność przechowywania i wydajność produkcji.
Cztery konsekwencje niewłaściwej dyspersji grafenu
Ponowna aglomeracja proszku
Cząsteczki nanomateriałów łatwo tworzą między sobą wtórne agregaty, podważając jednorodność dyspersji, od której zależy skład preparatu w celu zapewnienia stałego działania.
Podwyższona lepkość gnojowicy
Systemy o wysokiej zawartości części stałych zbudowane na słabo zdyspergowanych nanomateriałach węglowych często stają się trudne w obróbce, a ich właściwości płynięcia komplikują operacje powlekania, drukowania lub odlewania.
Słaba stabilność przechowywania
Systemy podatne na osiadanie lub ponowne zrastanie się po odstaniu tracą z czasem swoją użyteczność, powodując różnice w jakości pomiędzy produkcją a miejscem użytkowania.
Fluktuacja przewodności
Nierówna dyspersja prowadzi do niestabilnej sieci przewodzącej w gotowym materiale, bezpośrednio podważając spójność wydajności końcowej, dla której materiał został wybrany.
Dlaczego sama dyspersja mechaniczna ma praktyczne ograniczenia
Powszechnym podejściem do poprawy dyspersji nanomateriałów węglowych jest zwiększenie intensywności mielenia lub wydłużenie czasu dyspersji. Może to rozwiązać część problemu agregacji, ale w przypadku materiałów o bardzo dużej powierzchni właściwej sama energia mechaniczna ma trudności z utrzymaniem stabilnej dyspersji w dłuższej perspektywie.
Poleganie wyłącznie na sile mechanicznej w celu rozproszenia materiałów węglowych o dużej powierzchni jest trudne do utrzymania – i zwykle zwiększa zarówno zużycie energii, jak i koszty przetwarzania, nie zapewniając proporcjonalnie lepszej stabilności. Dedykowany system dyspersji, opracowany specjalnie pod kątem chemii powierzchni tych materiałów, zapewnia trwalsze rozwiązanie niż sam wkład mechaniczny.
DH-6552W — Wodny dyspergator do nanomateriałów węglowych
DH-6552W to dyspergator wodorozcieńczalny opracowany specjalnie dla nanomateriałów węglowych, zapewniający skuteczne zwilżanie i dyspersję grafenu, nanorurek węglowych, sadzy przewodzącej i sadzy wysokostrukturalnej. Poprawiając stan międzyfazowy tych nanomateriałów w preparacie, zmniejsza tendencję do agregacji i poprawia skuteczność dyspersji.
| Obszar wydajności | Efekt | Trafność |
| Zwilżanie i dyspersja | Poprawia zwilżanie grafenu, CNT, sadzy przewodzącej i powierzchni sadzy o wysokiej strukturze | Zmniejsza początkową agregację podczas mieszania i mielenia |
| Struktura reologiczna | Pomaga systemowi utworzyć bardziej stabilną strukturę reologiczną, równoważąc przepływ z tiksotropią | Wspomaga zarówno przetwarzalność, jak i zachowanie kształtu w stanie mokrym |
| Ładowność o dużej zawartości części stałych | Poprawia nośność systemu w stężonych zawiesinach o dużej zawartości części stałych | Dotyczy produkcji skoncentrowanych przedmieszek i past |
| Stabilność przechowywania | Zwiększa odporność na osiadanie i ponowne zrastanie się po odstaniu | Zapewnia stałą jakość pomiędzy produkcją a punktem użycia |
| Kompatybilność z żywicą | Utrzymuje dobrą kompatybilność z wieloma systemami żywic | Zapewnia elastyczną przestrzeń formułowania dla różnych zastosowań materiałów przewodzących |
Obszary zastosowań
Powłoki przewodzące Atramenty przewodzące Nowe materiały energetyczne Powłoki ekranujące EMI Skoncentrowana przedmieszka węglowa Funkcjonalne systemy sadzy
Wskazówki dotyczące formułowania
| Parametr | Zalecenie | Notatki |
| Etap dodawania | Wstępnie wymieszać z nanomateriałem węglowym przed dyspersją/mieleniem | Wczesne wprowadzenie maksymalizuje pokrycie powierzchni w miarę rozkładu kruszywa |
| Zakres dawkowania | Optymalizuj w zależności od określonej powierzchni użytego materiału węglowego | Grafen i CNT zazwyczaj wymagają wyższego obciążenia względnego niż konwencjonalna sadza ze względu na większą powierzchnię |
| Typ systemu | Systemy na bazie wody | W przypadku systemów nanomateriałów węglowych na bazie rozpuszczalników należy skonsultować się z naszym zespołem technicznym w celu uzyskania odpowiedniej alternatywy |
| Mieszanie Energii | Zalecane jest umiarkowane do wysokiego ścinanie podczas początkowego etapu dyspersji | Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy połączyć z odpowiednią dyspersją mechaniczną; środek dyspergujący raczej uzupełnia niż zastępuje odpowiednie mieszanie |
Często zadawane pytania
Dlaczego grafen jest trudniejszy do zdyspergowania niż konwencjonalne pigmenty?
Grafen ma wyjątkowo dużą powierzchnię właściwą i dwuwymiarową strukturę przypominającą arkusze, która sprzyja silnemu przyciąganiu van der Waalsa między arkuszami, co prowadzi do układania się w stosy i ponownej agregacji. Różni się to zasadniczo od w przybliżeniu sferycznej geometrii cząstek większości konwencjonalnych pigmentów i wymaga środka dyspergującego specjalnie dostosowanego do stabilizacji tego typu powierzchni i geometrii.
Czy słaba dyspersja zawsze natychmiast objawia się jako widoczny problem z jakością?
Nie koniecznie. System może sprawiać wrażenie odpowiednio rozproszonego i w krótkim okresie przetwarzać go normalnie, jednocześnie będąc jednocześnie podatnym na stopniową ponowną agregację podczas przechowywania. Dlatego też ocena stabilności przechowywania w realistycznych ramach czasowych, zamiast polegać wyłącznie na jakości początkowej dyspersji, jest ważną częścią opracowywania receptur systemów nanomateriałów węglowych.
Czy ten sam dyspergator można zastosować zarówno do nanorurek grafenowych, jak i węglowych?
DH-6552W został zaprojektowany do obsługi wielu typów nanomateriałów węglowych, w tym grafenu, nanorurek węglowych, sadzy przewodzącej i sadzy o wysokiej strukturze, biorąc pod uwagę ich zasadniczo podobny skład chemiczny powierzchni o dużej powierzchni i skłonny do agregacji. Optymalna dawka może się różnić w zależności od rodzaju materiału i powinna zostać potwierdzona w badaniach receptury dla konkretnego źródła węgla i docelowego zastosowania.
Klucz na wynos
Wydajność powłok przewodzących, atramentów przewodzących i nowych systemów materiałów energetycznych zależy zasadniczo od jakości dyspersji znajdujących się w nich nanomateriałów węglowych. Słaba dyspersja nie tylko zmniejsza przewodność, ale także powoduje trudności w przetwarzaniu, niestabilność przechowywania i niespójną wydajność końcową. Rozwiązanie tego problemu za pomocą środka dyspergującego opracowanego specjalnie pod kątem chemii powierzchni grafenu, nanorurek węglowych i przewodzącej sadzy zapewnia bardziej niezawodne i skalowalne rozwiązanie niż poleganie wyłącznie na energii dyspersji mechanicznej.
Poproś o dane techniczne i próbki dla DH-6552W
Nasz zespół techniczny zapewnia TDS, wskazówki dotyczące stosowania i zalecenia dotyczące dawkowania dla konkretnego systemu nanomateriałów węglowych.
