静电纺丝机
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纳米碳纤维未来发展

2020-12-02 09:28:53
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目前制备多孔纳米碳纤维的方法主要有活化法和模板法。活化法主要是用KOH或HNO3等腐蚀性化学试剂刻蚀碳纳米纤维造孔,模板法主要是通过煅烧沥青或聚丙烯腈与造孔剂的混合物而原位形成多孔碳纤维。然而,活化法通常比较复杂且存在污染和安全问题,而模板法需要消耗大量的有机溶剂。另外,应用这两种方法制备的纳米碳纤维孔隙率及电导率低。一方面,为确保纳米碳纤维膜结构的完整性,多数报道的多孔纳米碳纤维孔隙率低于20%;另一方面,这些多孔纳米碳纤维的电导率通常低于10 s/cm。因此,如何在保持多孔纳米碳纤维膜完整性的同时提高其孔隙率和电导率是一个挑战。

  当前纳米碳纤维的年需求量仅为110吨左右,价格约为每公斤220美元。主要用作汽车油箱的静电消散、半导体生产、电子产品的电磁屏蔽。在锂电池、超大容量电容器、燃烧电池等领域也有较大市场。对结构件,纳米碳纤维当前不是用作主要增强材料,而是用作添加剂,以改进基体材料的力学、导电、导热等性能,达到提高层间剪切强度、改进热膨胀系数、电导率和导热系数。

纳米碳纤维

  在未来5~10年,纳米碳纤维的市场会有很大发展。大规模生产线会出现,价格会降低至每公斤约44美元。当纳米碳纤维的价格降到每公斤约11美元,结构应用的市场会快速扩大。作为纳米量级增强材料复合技术也需要改进提高。届时纳米碳纤维的市场会扩大到45000吨以上。

  纳米碳纤维主要是采用化学气相沉积法或静电纺丝法合成。化学气相沉积法合成的纳米碳纤维存在管径均匀性难以控制,催化剂去除会破坏纤维结构,工艺可扩展性不好等问题。而静电纺丝法技术可通过调节电场强度、纺丝距离、喷头尺寸、纺丝原液浓度、溶剂挥发性等技术参数而实现纤维直径及长度的高能控制,还可通过调节碳化温度实现纤维各项物理、力学及化学性能、石墨化程度等的调节。静电纺丝技术合成纳米碳纤维的重要发展方向是:如何有效实现全尺寸的宏观结构体的纺织,即采用静电纺丝技术一步合成结构/功能件的原丝铺层,经碳化后,获得纳米碳纤维铺层的结构/功能构件。

  松湖神健科技(东莞)有限公司依托松山湖材料实验室,由实验室新型纤维团队发展而来。公司从事新材料技术及其制品的研发、生产、销售、推广和服务工作,主要产品包括纳米碳纤维、三维石墨烯粉以及电纺高分子纳米纤维膜等系列新材料以及静电纺丝系列设备,并接受定制,公司技术均为团队自主原创。公司产品在能源、环保、化学化工、健康防护、科学研究等领域具有广泛用途。公司秉承创新、服务、诚信的理念,致力于新材料技术的研发,为社会提供高质量的产品和创新技术。


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