Buckytubes - ein Zusatz Für Plastik

Themen Umfaßt

Hintergrund

Ein Vielseitiger Einfüllstutzen für Plastik

Neuanmeldungen

Elektrisch Leitfähiger Plastik

Kritisches Laden

Buckytubes Als Lösung

Gelegenheiten

Hintergrund

Der Anfang dieser Geschichte ist viele Male mitgeteilt worden. Im Jahre 1985 eine Konfluenz von den Ereignissen geführt zu ein unerwartetes und ungeplantes Experiment mit einer neuen Art Mikroskop mit dem Ergebnis der Entdeckung eines neuen Moleküls lediglich gemacht vom Kohlenstoff - die Elementchemiker, die dort gefühlt wurden, waren nichts mehr, ungefähr zu lernen. Buckyballs - sechzig Kohlenstoffatome angeordnet in einer Fußballform - war und die chemische Welt, ganz zu schweigen von den körperlichen und materiellen Welten, würde sein nie das selbe entdeckt worden.

Ein Vielseitiger Einfüllstutzen für Plastik

Die mechanischen (Steifheit, Stärke, Härte), thermischen und elektrischen Eigenschaften von reinen buckytube Materialien aktivieren eine Vielzahl Anwendungen, von den Batterien und von den Brennstoffzellen zu den Fasern und von den Kabeln zu den Arzneimitteln und zu den biomedizinischen Materialien. Kerben von zusätzlichen Anwendungen tauchen auf, wenn man an Mischungsnanotubes mit anderen Materialien, um vorhandene Eigenschaften zu verbessern denkt oder Neue zur Verfügung zu stellen. Unter Verwendung der nanotubes als Einfüllstutzen in den Thermoplastikeen und thermosets zum Beispiel ist für einige Jahre behandelt worden und erst vor kurzem schnelle Untersuchung und Entwicklung durchmacht, während genügende Mengen hochwertigen buckytube Materials erhältlich wird, um solche Untersuchungen zu aktivieren.

Eine der wichtigsten Technologieentwicklungen der letzten Hälfte des 20. Jahrhunderts war der erhebliche Austausch von Metallen mit Plastik. Die Meisten dieses Austauschs ist in den strukturellen Anwendungen gewesen, in denen Plastik ausgeführt worden ist, um Stahl und andere strukturelle Metalle an Leistung zu übertreffen, indem man ausreichende Stärke oder Steifheit am niedrigeren Gewicht und an den Kosten zur Verfügung stellte. Ein Schlüsseleigentum, das Metalle immer über Plastik jedoch haben ist in der elektrischen Leitfähigkeit. Plastik ist erstaunlich gute elektrische Isolatoren; tatsächlich verursacht dieses Eigentum viele des weitestverbreiteten und wichtigsten Gebrauches des Plastiks. Dennoch würden die Anwendungen für Plastik im Wesentlichen erweitert, wenn gute Lösungen existierten, um diese Materialien leitfähig zu machen.

Neuanmeldungen

Diese Verwendungsgebiete umfassen: antistatische, elektrostatische zerstreuende und elektromagnetische Abschirmung und Absorbermaterialien. Elektromagnetische Störung und die Hochfrequenzstörung (EMI/RFI) abschirmend zum Beispiel ist in den Laptop-Computer, in den Handys, in den Pagers und in anderen tragbaren elektronischen Geräten wesentlich, Störung mit und von anderem elektronischem Gerät zu verhindern. Zur Zeit gibt es nicht geeigneten Kunststoff zu diesem Zweck, und Metall in der einen oder anderen Form wird gewöhnlich hinzugefügt, um diese Funktion in den Kästen des elektronischen Geräts, in imponierendem erheblichem Gewicht und in der Herstellungsausgabe zur Verfügung zu stellen.

Elektrisch Leitfähiger Plastik

Für einige Anwendungen ist Plastik mit leitfähigen Materialien belastet worden, damit Jahre Leitfähigkeit zur Verfügung stellen. Der geläufigste Einfüllstutzen ist Ruß, der verhältnismäßig billig ist und gut in vielen Anwendungen funktioniert.

Kritisches Laden

Ein Nachteil zum Ruß als leitfähigen Einfüllstutzen ist jedoch das hohe Laden, das benötigt wird, um das gewünschte Niveau der Leitfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Es ist weithin bekannt, dass Leitfähigkeit eines gefüllten Isolators, wie ein Polymerharz, mit Einfüllstutzenladen in einer klassischen S-Kurve erhöht. Das heißt, bis zu einem kritischen Laden, ändert die Massenleitfähigkeit wenig, aber erhöht sehr schnell nach gerade mehr Einfüllstutzen ein bisschen hinzufügen. Dieses ist, weil hohe Massenleitfähigkeit das Vorhandensein vieler langen leitfähigen Bahnen benötigt, die erreicht werden, nur wenn das Laden dass wenn nach dem Zufall verteilt so hoch ist, die leitfähigen Partikel (z.B., Ruß) sind wahrscheinlich, lange Ketten zu bilden. Dieser kritische Ladenschwellwert ist wirklich viele Mal höher, als gefordert Sie seien, wenn irgendwie diese Partikel in die optimalen Stellungen gelegt werden konnten, um lange Ketten mit dem minimalen Laden zu bilden. Aber Submikron selbstverständlich an Größe seiend, kann dieses nicht getan werden. Viel Ruß wird in der Redundanz vergeudet, die benötigt wird, über dem Schwellenwert aufzubauen, in dem diese langen Ketten sich bilden.

Auch ist die Tatsache weithin bekannt, dass der kritische Ladenschwellwert sich drastisch verringert, während das Längenverhältnis (Länge zur Breite) der Einfüllstutzenpartikel erhöht. Dieses ist, weil längere Partikel einen größeren Abstand der leitfähigen Bahn zurücklegen, während Ruß, der sphäroidisch ist, eine Kette von rührenden Partikeln bilden muss, um den Abstand zurückzulegen, den ein Faser-förmiger Einfüllstutzen an sich zurücklegen würde.

Warum ist Einfüllstutzenladen wichtig? Neben Gewichtseinsparungen wenn ein Plastik mit Ruß bei 30 belastet wird, mussten 40, 50% sogar nach Volumen, das häufig die Stufe ist, die gewünschte Massenleitfähigkeit erreichen, die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung werden vermindert schwer. Häufig ist sie nicht überhaupt brauchbar, und gewöhnlich ist sie nicht mehr mouldable, die häufig das kritischste Eigentum von Plastikteilen ist.

Buckytubes Als Lösung

Buckytubes-Angebot eine Lösung. Zuerst sind Buckytubes schreckliche elektrische Leiter, wie oben beschrieben. Kein Polymer ist ein besserer Leiter und keines, das besser ist, ist wahrscheinlich gefunden zu werden. (So genannte leitfähige Polymere, eine Klasse langkettige Moleküle mit einem konjugierten Rückgrat, würden besser als molecularresistors beschrieben; sie sind. tatsächlich Halbleiter) Zweitens haben Buckytubes ein phänomenal hohes Längenverhältnis. Einzelne Gefäße sind ungefähr 1 nm im Durchmesser (ungefähr Hälfte Durchmesser von DNS und ungefähr in 1/10,000th der Durchmesser von Graphitfasern) und 100-1000 nm in der Länge. So ist das Längenverhältnis von buckytubes herum 100-1000, verglichen mit ungefähr 1 für Rußpartikel. Dieses ändert bereits das Spiel völlig, indem es nach unten das kritische Belastungsniveau drückt, wie oben beschrieben. Schließlich bilden sich buckytubes natürlich, sind tatsächlich mit, eine Morphologie geboren, die vermutlich für leitfähige Einfüllstutzenanwendungen ideal ist. Buckytubes selbst-bauen in „Seile“ von zehn zu den Hunderten von ausgerichteten Gefäßen zusammen und nebeneinander werden ausgeführt, verzweigen und verbinden wieder. Wenn es durch Elektronenmikroskopie geprüft wird, ist es außerordentlich schwierig, das Ende irgendwelcher Seile zu finden. So bilden Seile natürlich vorkommende sehr lange leitfähige Bahnen, die ausgenutzt werden können, wenn man elektrisch leitfähige gefüllte Zusammensetzungen macht. Anfangsanzeigen sind, dass drastisch Laden von buckytubes werden gefordert, um ein gegebenes Niveau der Leitfähigkeit als für alle anderen leitfähigen Einfüllstutzen zu erreichen senken Sie.

Gelegenheiten

Die Gelegenheiten für leitfähigen Plastik sowie die thermosets, gefüllt mit buckytubes sind reichlich. Sehr niedriges Laden (<0.1%) stellt für die antistatischen und elektrostatischen zerstreuenden Anwendungen zur Verfügung. Ein Beispiel ist in den Farbanstrichautomobilkörperteilen, die in zunehmendem Maße vom Plastik gemacht werden. Weil er Isolatoren sind, laden Plastikteile oben auf, die sie veranlassen, die Lacktröpfchen elektrostatisch abzustoßen, die im Sprayfarbanstrich der Körperteile gebildet werden. Dieses ergibt viel vergeudeten Lack, der ein wirtschaftliches und Umweltproblem ist. Ein leitfähiger Grundiermittelmantel kann angewandt sein, aber dieser Extraverarbeitungsschritt ist auch ziemlich teuer. die ideale Situation ist, das Teil selbst Ladungsaufrüstung weg leeren genug leitfähig zu lassen, indem sie das Teil an Boden während des Lackiervorgangs anschließt.

Ein Anderer breiter Bereich der Anwendung für buckytube-gefüllten Plastik ist abschirmendem EMI/RFI, das Gebrauch hat, in wie, in der tragbaren Elektronik oben beschrieben und in den Verteidigungsanwendungen. Wenn, wie erscheint wahrscheinliche, gute Verminderung der elektromagnetischen Strahlung an buckytube Laden im Auftrag 1% erreicht werden kann oder weniger, sollte gute mechanische Stabilität aufrechterhalten werden und erlauben, dass es geformt wird. Dieses würde einen beträchtlichen Durchbruch im Plastik darstellen und die Erweiterung ihres Gebrauches aktivieren. Andere Verteidigungsgebräuche von buckytube Zusammensetzungen sind wie Radar-absorbierendes oder Abänderungsmaterial für Flugzeuge und Raketen ähnlich beträchtlich.

Die beschriebenen Verwendungsgebiete gerade nutzen die elektrische Leitfähigkeit von buckytubes aus, in denen sie den höchsten Mehrwert beitragen. Jedoch gibt es großes Versprechen in der Applikationsentwicklung, das die thermischen und mechanischen Eigenschaften von buckytubes auch ausnutzen. Wie die elektrischen Anwendungen, die hier beschrieben werden, sind die Möglichkeiten verrückt. Bleiben Sie dran!

Quelle: Carbon Nanotechnologies, Inc.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Carbon Nanotechnologies, Inc.

Date Added: Sep 22, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 11. June 2013 20:53

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