Kol Nanofibers från Aldrich MaterialVetenskap

Vid David Burton, den Patrick Lanen och Andrew Palmer av Applicerad Vetenskap

Bordlägga av Tillfredsställer

Inledning
ProduktBeskrivning och Specifikation
Rekvisita och Applikationer
     Elektrisk Conductivity
     Mekanisk Förstärkning
     Termisk Rekvisita
Om Sigmaen Aldrich

Inledning

Pyrograf®-III är produceras dunst-fullvuxna kolnanofibers inom klassificera av material som benämnas mång--walled kol (MWCNTs)nanotubes och av den sväva katalysatormetoden. Kolnanofibers (CNFs) är avbrutna, högt graphitic, högt kompatibelt med mest polymer som bearbetar tekniker, och de kan skingras i ett isotropiskt eller anisotropic funktionsläge. CNFs har utmärkt mekanisk rekvisita, elektrisk conductivity för kick och termisk conductivity för kick, som kan ges till en lång räcka av inklusive thermoplastics för matriser, thermosets, elastomers, keramik och belägger med metall. Kolnanofibers har också ett unikt att ytbehandla statligt, som gör functionalization lättare, och annat ytbehandlar ändringstekniker till skräddaren/iscensätter nanofiberen till den vara värdpolymern eller applikationen. Kolnanofibers är tillgängliga i fri-flöda pudrar bildar (typisk 99% samlas är i ett fintrådigt bildar). Den Typiska läkarundersökningrekvisitan av Pyrograf kolnanofibers som är tillgängliga från Aldrich MaterialVetenskap, listas in Bordlägger 1.

Bordlägga 1. Välj Rekvisita av Pyrograf Kol Nanofibers

Egenskap Produkt
Den Aldrich Produkten Numrerar
719811
719803
719781
Den Pyrograf Produkten Numrerar
PR-25-XT-PS
PR-25-XT-LHT
PR-25-XT-HHT
Genomsnittlig Bulk Täthet av Produkten (lb/ft3)
1,2 - 3,0
1,2 - 3,0
1,2 - 3,0
*NanofiberTäthet (den inklusive fördjupningen kärnar ur) (g/cm3)
1,4 - 1,6
1,4 - 1,6
1,4 - 1,6
Nanofiber VäggTäthet (g/cm3)
2,0 - 2,1
2,0 - 2,1
2,0 - 2,1
Den Genomsnittliga Katalysatorn (Stryka), Tillfredsställer (ppm)
< 14.000
< 14.000
< 100
Genomsnittlig Yttre Diameter, (nm)
125 - 150
125 - 150
125 - 150
Genomsnittlig Inre Diameter, (nm)
50-70
50-70
50-70
Den Genomsnittliga Närmare detalj Ytbehandlar Område, m/g2
65 - 75
35 - 45
20 - 30
Sammanlagd porvolym (cm/g3)
0,140
0,124
0,075
Genomsnittlig PorDiameter (angstroms Å)
82,06
126,06
123,99

* Denna täthet bör vara den van vid omvänden samlas del in i volym del i en komposit.

ProduktBeskrivning och Specifikationer

Pyrograf®-III äger dunst-fullvuxna kolnanofibers en unik morfologi (Figurera 1) som, inte för närvarande är tillgänglig från andra nanomaterialproducenter. Individnanofiberen påskyndas från en katalysatorpartikel och har en fördjupning att kärna ur, som omges av en cylindrisk fiber som bestås av av högt crystalline, den grundläggande grafiten hyvlar staplat på omkring 25 grader från den longitudinal axeln av fibern. Denna morfologi som benämnas ”staplat, kuper” eller ”herringbonen”, frambringar en fiber med utsatt kantar hyvlar längs den hela inre, och yttre ytbehandlar av nanofiberen. Dessa kantar platser är reactive, hyvlar gör släktingen till det grundläggande av grafiten och kemisk ändring av fibern lättare ytbehandlar för maximum inkorporering och mekanisk förstärkning i polymerkomposit. Denna öppna arkitektur gör också forintercalation och de-intercalation lättare vid heterogena atoms som är användbara för att trimma conductivities.

Figurera 1. HRTEM-micrographs av den utsatta nanofibervisningen för kol PR-25 kantar platser som bildar det inre, och yttre ytbehandlar av nanofiberväggen

Kolnanofibersna som erbjuds till och med Aldrich MaterialVetenskap, har genomsnittliga diametrar att spänna från 125 till 150 nm beroende av gradera och har längder att spänna från µm 50 till 100. Nanofibersna är mycket mindre i diameter än konventionella fortlöpande eller malde kolfibrer (5-10 nm) och markant större än kolnanotubes (1-20 nm), yet erbjuder många av samma gynnar. Kolnanofibersna behandlas efter produktionen för att ge olik rekvisita på den statliga ytbehandla. Tre typer av nanofibers är tillgängliga. Första rivs pyrotically av (Aldrich Pikstav. Nr. 719811) som ska tas bort, ytbehandlar hydrocarbons och frambringar ett pristine ytbehandlar för kemisk bindning. Servar för Denna produkt också som en precursor för de andra två förteckningarna. Lista för understödja behandlas termiskt till 1500°C (Aldrich Pikstav. Nr. 719803) som ger den bäst kombinationen av mekanisk och elektrisk rekvisita. Slutligen tredje behandlas lista termiskt till 2900°C (Aldrich Pikstav. Nr. 719781) som frambringar en fri produkt för katalysator och som maximerar rekvisita för termisk conductivity i komposit.

Rekvisita och Applikationer

Elektrisk Conductivity

Endo o.a. som anmälas först den inneboende conductivityen av högt graphitic dunst-fullvuxen kolfiber på rumstemperaturen som är 5 x 10-5 Ω.cm, som är nära resistivityen av grafiten. Efter faktiskt alla av elektrisk conductivity i kolnanofiber-/polymerkomposit är till och med knyta kontakt av kolnanofibers, är det klart att bra ska fiberspridning och underhåll av fiberlängden bistår i att uppnå sammansatt elektrisk conductivity för kick på lågt ladda för fiber även. Tack vare kan deras elektriska conductivity för kicken och kickaspektförhållande, CNF ge likvärdigt elektrisk conductivity till en komposit på lägre päfyllningar än konventionella ledande utfyllnadsgods. Också genom att kontrollera ladda, kan en jordbruksprodukterkomposit med olik elektrisk resistivity värderar. Detta är av särskild betydelse för applikationer som kräver en resistivity i olikt spänner liksom elektrostatiskt skingrande (ESD) {106 - 108 Ω.cm}, elektrostatisk målning {104 - 106 Ω.cm}, att skydda för EMI {103 - 101 Ω.cm} och skydd för blixtslag {< 10 Ω.cm}.

Figurera föreställer efter perkolering buktar möjlighet med olikt ladda för CNF jämnar, och sax villkorar. Högre sax jämnar under sammansatt bearbeta som är bly- till högre perkoleringingångar.

Figurera 2. Väger elektrisk resistivity för Volym av komposierna som göras med CNF som en fungera av fiber, att ladda.

Mekanisk Förstärkning

Rikta mätningen på individ, nanometerfjäll somfibrer endast för en tid sedan har uppnåtts och endast reproducibly i inskränkt antal. Ozkan utförde försiktiga tänjbara styrkamätningar direkt på individkolnanofibers och mätte o.a. de riktiga strykorna. Baserat på det ringformiga arg-sektions- området, fanns strykor för att vara som kicken som 8,7 GPa, som att närma sig styrkan av grafitmicrofibers. Modulusen av kolnanofiberen innebäras för att vara 600 som GPa som baseras på, riktar mätningar av föräldern klassificerar av kolnanofiber eller macroscopic dunst-fullvuxet kol fibers.6, När det inkorporeras in i polymeric komposit, kol, nanofiberen kan förhöjning den tänjbara styrkan, kompressionsstyrka, den Young modulusen, styrka för interlaminar sax, för att bryta toughness och att fukta för vibration av baserapolymern. Graden av förbättring är anhörigen på typen av polymern, graden av spridning och att bearbeta historia.

Figurera 3. Överblick av den mekaniska rekvisitan av CNF-baserade sammansatt material.

Termisk Rekvisita

Den termiska conductivityen av kolnanofiberen kan innebäras för att vara 2000 W/m-K igen, baserat på rikta mätningar av föräldern klassificerar av kolnanofibers eller macroscopic dunst-fullvuxna kolfibrer. Av de tre kolnanofibertyperna endast behandlade nanofiberen termiskt nanofiber till 2900+°C (Aldrich Pikstav. Nr. 719781) ger en viktig ökning till den termiska conductivityen av polymerkomposit. Lafdi och Matzek var kompetent att uppnå en förhöjning av termisk conductivity från 0,2 W/m-K för epoxykåda till 2,8 W/m-K för en 20 WT % Dunst - fullvuxen CNF-komposit. Dessa resultat indikerar, att, i motsats till styrka eller styvhet, godan som kopplar ihop till matrisen inte är nödvändig beträffande att uppnå termisk conductivity för kick, danande som blandar mindre kritiskt.

Andra forskare har fokuserat på avfyra - retardantrekvisita av kolnanofibersna i thermoplastic material. Komposit som laddades med kolnanofibers och som var utsatta till en ställd ut flamma, försenade och fäller ned maximalt värmer frigöraren klassar, lägre röka utsläpp, och inget stekflott eller slå samman av den smälta polymern.

Anknyter att beskriva kapaciteten av CNF som en flamma - retardanttillsatsen i polymeric komposit är tillgänglig på websiten för NIST (National Institute of Standards and Technology):

CNFs i Böjlig Polyurethane Skummar

CNFs i Lera Skummar

CNFs SnittFlammability av Stoppat Möblemang

Figurera 4. Förhöjt Avfyra Retardancy av CNFs vs Talc och Lera. Använt med tillåtelse från NIST: Polymer för Avancerade Teknologier, Juni 2008

Givet, att grafiten har en låg termisk utvidgning, förväntades visats har polymeric komposit som laddades med kolnanofibers, inte endast utan för att ha väsentligen lower koefficienter av termisk utvidgning av än den propra matrisen.

Figurera 5. En graf som visar det förminskande samverka av den termiska exapansionen (CTE) av en 15 komposit för vol % CNF vs den materiella propra polymern.

Om Sigmaen Aldrich

Sigmaen-Aldrich® är ett ledande kick-teknologi företag. Till Och Med vår MaterialKemi Centrerar av Utmärkthet i forskning, och fabriks- framkallar vi avancerat och att möjliggöra material för din micro/nanoelectronics, alternativ energi, skärm/optoelectronics, nanotechnology och släkt materialvetenskap och iscensätta applikationer. Specialties inkluderar ALD-precursors, oorganiska halider för ultra-kick renhet, tankar cellmaterial som är elektroniska gradera färger, specialtymonomers, och cGMP graderar polymrer.

Källa: Sigma Aldrich

För mer information på denna källa behaga besökSigmaen Aldrich

Date Added: Jun 7, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:23

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit