[納米在塑料行業的應用前景]
發布日期：[2007/4/5]
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“21世紀的納米碳材料將像20世紀的鋁材一樣對人類社會發揮舉足輕重的作用! ”這句話是美國Applied科學公司總裁馬斯萊克的預言。位于俄亥俄州的Applied科學公司是一家從事研發高級材料的企業。納米碳材料是一種縱橫比(長度與直徑比) 非常高的微小顆粒,類似于鋁材那樣具有高強度、質量輕的特點。添加使用在塑料中, 還可大大提高塑料制品的導電性和導熱性能。
目前, 全球范圍內納米碳材料的主要供應商有: HyperionCatalysis 公司( 北美唯一) 、日本三井公司和Showa Denko 公司、以及Pyrograf 產品公司(Applied 科學公司的下屬企業) 等4 家企業。后者開發出一種石墨納米纖維試驗品,其直徑為100～200納米, 長度為100微米, 縱橫比為500～1000∶1。目前僅提供樣品, 價格為70美元/磅, 正在建造一家中試工廠。如果以0.5%～5%的份量比例, 加入Pyrograf公司生產的PF24品級納米碳纖維到塑料中, 塑料制品的剛度將會提高5倍, 并且表面電阻值下降至1～1010歐姆/平方米。
由Hyperion公司生產的多壁納米石墨管的顆粒中,橫向寬度僅有10納米,長度為10～100微米,其縱橫比至少達到1000∶1。這些尺寸微小并彎曲性小的“細微纖維”,在塑料加工過程中難以分散。
為了確保得到滿意的分散效果,Hyperion公司又生產提供了母料顆粒,其中含有15%～20%的小纖維,這樣又可降低0.5%的添加材料重量。
據Hyperion公司的營銷經理帕特柯林斯介紹說: 用這種細微纖維制成的混料適用于所有級別的電子頻譜, 添加量可比普通碳纖維至少低50%,體積也有相當大的差異。據報道說,該種納米碳管的韌性和延展性遠遠超過最好的傳統導電性材料,其粘性所受的影響也非常小, 因此這種細微纖維非常適合用于加工薄壁塑料制件, 且用其加工的外飾件也具有良好的表面質量,比用傳統填料制成的混料收縮性和制品翹曲變形性都要小。
Hyperion公司的產品已從最初的PA6和PA66、PBT、PC 母料擴大至PEEK、PEI(GE公司生產的Ultem品牌聚醚酰亞胺) 、PPS、PA12和PS等母料,接下來還將推出PP、PET、EVA母料。包括PA12在內,目前的用途是在汽車燃料管線中代替金屬。結合了優良的靜電消散(ESD)性能,再加上高韌性,以及高抗破裂性帶來了額外的安全性能。納米碳管為基體制成的靜電噴漆級混料只需在塑料配方中添加約2%～3%的份量, 塑料產品即可獲得理想的導電性, 并達到A級表面質量。
目前在納米碳管的使用過程中,成本居高是主要的制約因素, 比如Hyperion公司的小纖維都定價約50美元/ 磅。柯林斯先生表示:經過長期努力,尤其是全球規模的生產廠家啟動后,其價格將會下降。
此外, RTP公司導電材料的產品經理斯科特柯貝納介紹說: 添加4%～7%的RTP公司出品的納米碳管混料就可使塑料制品具有104～109歐姆/平方米的表面電阻, 該公司的NTC系列材料出現的冷、熱點最少, 適合用于高純度的靜電消散和靜電噴涂混料。該公司還將納米碳管加入到高抗沖聚苯乙烯、聚甲醛和其它種類的工程樹脂中。NTC系列產品的定價比PAN品級纖維混料的價格要高出25%～100%。
LNP 公司則可供應高純度靜電消散材料———“超干凈Stat- Kon”,即在PEEK和PEI材料中添加納米碳管, 用以生產晶片盒和磁盤驅動元件。它的離子污染據說比碳纖維材料要低65%～90%。
而田柯納(Ticona)公司可提供導電性PPS 系列材料,采用了一種非傳統的碳導電體,這種新型物質據說具有許多納米碳管的優點, 而且成本相當低。這種添加物和專門的合成技術據說可確保靜電消散性能的精確“調校”。該材料也被人們形容為“干凈”材料———不脫落且離子污染低, 還可除去氣味, 用于生產液晶顯示器、電子存儲介質和微電子包裝盒等。
目前, 全球范圍內納米碳材料的主要供應商有: HyperionCatalysis 公司( 北美唯一) 、日本三井公司和Showa Denko 公司、以及Pyrograf 產品公司(Applied 科學公司的下屬企業) 等4 家企業。后者開發出一種石墨納米纖維試驗品,其直徑為100～200納米, 長度為100微米, 縱橫比為500～1000∶1。目前僅提供樣品, 價格為70美元/磅, 正在建造一家中試工廠。如果以0.5%～5%的份量比例, 加入Pyrograf公司生產的PF24品級納米碳纖維到塑料中, 塑料制品的剛度將會提高5倍, 并且表面電阻值下降至1～1010歐姆/平方米。
由Hyperion公司生產的多壁納米石墨管的顆粒中,橫向寬度僅有10納米,長度為10～100微米,其縱橫比至少達到1000∶1。這些尺寸微小并彎曲性小的“細微纖維”,在塑料加工過程中難以分散。
為了確保得到滿意的分散效果,Hyperion公司又生產提供了母料顆粒,其中含有15%～20%的小纖維,這樣又可降低0.5%的添加材料重量。
據Hyperion公司的營銷經理帕特柯林斯介紹說: 用這種細微纖維制成的混料適用于所有級別的電子頻譜, 添加量可比普通碳纖維至少低50%,體積也有相當大的差異。據報道說,該種納米碳管的韌性和延展性遠遠超過最好的傳統導電性材料,其粘性所受的影響也非常小, 因此這種細微纖維非常適合用于加工薄壁塑料制件, 且用其加工的外飾件也具有良好的表面質量,比用傳統填料制成的混料收縮性和制品翹曲變形性都要小。
Hyperion公司的產品已從最初的PA6和PA66、PBT、PC 母料擴大至PEEK、PEI(GE公司生產的Ultem品牌聚醚酰亞胺) 、PPS、PA12和PS等母料,接下來還將推出PP、PET、EVA母料。包括PA12在內,目前的用途是在汽車燃料管線中代替金屬。結合了優良的靜電消散(ESD)性能,再加上高韌性,以及高抗破裂性帶來了額外的安全性能。納米碳管為基體制成的靜電噴漆級混料只需在塑料配方中添加約2%～3%的份量, 塑料產品即可獲得理想的導電性, 并達到A級表面質量。
目前在納米碳管的使用過程中,成本居高是主要的制約因素, 比如Hyperion公司的小纖維都定價約50美元/ 磅。柯林斯先生表示:經過長期努力,尤其是全球規模的生產廠家啟動后,其價格將會下降。
此外, RTP公司導電材料的產品經理斯科特柯貝納介紹說: 添加4%～7%的RTP公司出品的納米碳管混料就可使塑料制品具有104～109歐姆/平方米的表面電阻, 該公司的NTC系列材料出現的冷、熱點最少, 適合用于高純度的靜電消散和靜電噴涂混料。該公司還將納米碳管加入到高抗沖聚苯乙烯、聚甲醛和其它種類的工程樹脂中。NTC系列產品的定價比PAN品級纖維混料的價格要高出25%～100%。
LNP 公司則可供應高純度靜電消散材料———“超干凈Stat- Kon”,即在PEEK和PEI材料中添加納米碳管, 用以生產晶片盒和磁盤驅動元件。它的離子污染據說比碳纖維材料要低65%～90%。
而田柯納(Ticona)公司可提供導電性PPS 系列材料,采用了一種非傳統的碳導電體,這種新型物質據說具有許多納米碳管的優點, 而且成本相當低。這種添加物和專門的合成技術據說可確保靜電消散性能的精確“調校”。該材料也被人們形容為“干凈”材料———不脫落且離子污染低, 還可除去氣味, 用于生產液晶顯示器、電子存儲介質和微電子包裝盒等。
