Koolstof Nanofibers van de Wetenschap van Materialen Aldrich

Pyrograf®-iii damp-gekweekte koolstofnanofibers zijn binnen de klasse van materialen noemden multi-ommuurde koolstof nanotubes (MWCNTs), en worden geproduceerd door de het drijven katalysatormethode. Nanofibers van de Koolstof (CNFs) zijn onderbroken, hoogst grafiet, hoogst compatibel met de meeste technieken van de polymeerverwerking, en zij kunnen op een isotrope of anisotrope wijze worden verspreid. CNFs heeft uitstekende mechanische eigenschappen, hoog elektrogeleidingsvermogen, en hoog warmtegeleidingsvermogen, die aan een brede waaier van matrijzen met inbegrip van thermoplast, thermosets, elastomeren, keramiek, en metalen kunnen worden verleend. Nanofibers van de Koolstof hebben ook een unieke oppervlaktestaat, die functionalization vergemakkelijkt en andere te maken technieken van de oppervlaktewijziging/nanofiber aan het de gastheerpolymeer of toepassing bouw. Nanofibers van de Koolstof zijn beschikbaar in een vrij bewegende poedervorm (typisch 99% is de massa in een vezelige vorm). De Typische fysische eigenschappen van Pyrograf koolstofnanofibers beschikbaar bij de Wetenschap van Materialen Aldrich zijn vermeld in Lijst 1.

Lijst 1. Selecteer Eigenschappen van Pyrograf Koolstof Nanofibers

* Deze dichtheid zou moeten worden gebruikt om massafracties in volumefracties in een samenstelling om te zetten.

Pyrograf®-iii damp-gekweekte koolstofnanofibers bezitten de unieke morfologie (Figuur 1) niet nu verkrijgbaar van andere nanomaterial producenten. Individuele nanofiber wordt gestort van een katalysatordeeltje, en heeft een holle kern die door een cilindrische die vezel omringd wordt van hoogst kristallijne, grafiet basisdievliegtuigen wordt samengesteld bij ongeveer 25 graden van de longitudinale as van de vezel worden gestapeld. Deze morfologie, genoemd „gestapelde kop“ of „visgraat“, produceert een vezel met blootgestelde randvliegtuigen langs de volledige binnenlandse en buitenoppervlakten van nanofiber. Deze randplaatsen zijn reactief, met betrekking tot het basisvliegtuig van grafiet, en vergemakkelijken chemische wijziging van de vezeloppervlakte voor maximumintegratie en mechanische versterking in polymeersamenstellingen. Deze open architectuur vergemakkelijkt ook snelle inlassing en DE-inlassing door heterogeene atomen, nuttig voor het stemmen geleidingsvermogen.

Figuur 1. Micrografen HRTEM van koolstof PR-25 die nanofiber blootgestelde randplaatsen toont die de binnen en buitenoppervlakten van de nanofibermuur vormen

Endo et al. meldde eerst het intrinsieke geleidingsvermogen van hoogst grafiet damp-gekweekte koolstofvezel bij kamertemperatuur om 5 x 10 Ω.cm^-5 te zijn, wat dichtbij het weerstandsvermogen van grafiet is. Aangezien vrijwel alle elektrogeleidingsvermogen in koolstof nanofiber/polymeersamenstellingen door het netwerk van koolstofnanofibers is, is het duidelijk dat de goede vezelverspreiding en het behoud van vezellengte in het bereiken van hoog samengesteld elektrogeleidingsvermogen bij zelfs een lage vezellading zullen helpen. wegens hun hoog elektrogeleidingsvermogen en hoge aspectverhouding, CNF kan gelijkwaardig elektrogeleidingsvermogen aan een samenstelling bij lagere ladingen verlenen dan conventionele geleidende vullers. Ook, door de lading te controleren, kan men samenstellingen met verschillende elektroweerstandsvermogenwaarden veroorzaken. Dit is van bijzonder belang voor toepassingen die een weerstandsvermogen in verschillende waaiers zoals elektrostatische dissipatie { (ESD)10 -⁶ 10 Ω.cm⁸ }, het elektrostatische schilderen {10 -⁴ 10 Ω.cm⁶ }, EMI beveiliging {10 -³ 10 Ω.cm¹ }, en de bescherming van de bliksemstaking {< 10 Ω.cm} vereisen.

Het volgende cijfer vertegenwoordigt filtreringskrommen mogelijk met verschillende CNF ladingsniveaus en scheerbeurtvoorwaarden. De Hogere scheerbeurtniveaus tijdens samengestelde verwerking leiden tot hogere filtreringsdrempels.

Figuur 2. Maakte het elektroweerstandsvermogen van het Volume van de samenstellingen met CNF als functie van de lading van het vezelgewicht.

De Directe meting op de individuele vezels van de nanometerschaal is slechts onlangs bereikt en slechts reproducibly in beperkte hoeveelheden. Ozkan et al. uitgevoerde zorgvuldige treksterktemetingen direct op individuele koolstofnanofibers en gemeten de ware sterke punten. Gebaseerd op het ringvormige gebied in dwarsdoorsnede, werden de sterke punten gevonden zo hoog om te zijn zoals 8.7 GPa, dat de sterkte van grafietmicrofibers nadert. De modulus van de koolstof wordt nanofiber geconcludeerd die 600 GPa te zijn op directe metingen van de ouderklassen wordt gebaseerd van koolstof nanofiber, of de macroscopische damp-gekweekte koolstof fibers.6 Wanneer opgenomen in polymere samenstellingen, de koolstof nanofiber kan de de treksterkte, de compressiesterkte, modulus van Jongelui, interlaminar scheerbeurtsterkte, de breukhardheid, en trillingsbevochtiging van het basispolymeer verhogen. De omvang van verbetering is afhankelijk van het type van polymeer, de graad van verspreiding, en verwerkingsgeschiedenis.

Figuur 3. Overzicht van de mechanische eigenschappen van op CNF-Gebaseerde samengestelde materialen.