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[组图]日本瑞翁推出单层碳纳米管 还提供橡胶复合材料         ★★★
日本瑞翁推出单层碳纳米管 还提供橡胶复合材料
作者:佚名 来源:本站原创 访问人数:1077 时间:2016-3-31 9:05:20

  日本瑞翁(Zeon)在“国际纳米科技综合展及技术会议(nano tech 2016,2016年1月27~29日在东京国际展览中心举行)”上展出了2016年1月开始实际供货的单层碳纳米管(SCNT,商品名称为“ZEONANO SG101”)。

  展品中备受关注的是在橡胶中混合了SCNT的复合材料。该公司曾宣传说这种复合材料能发挥前所未有的高导电性。

  该公司展出的SCNT是被称作梦幻新材料的、由六碳环组成的单层碳原子“网”卷成的碳管(图1)。开发出SCNT高效制造方法的日本产业技术综合研究所表示“这是有钢的20倍强度、10倍铜的导热率、铝的一半密度和10倍硅的电子迁移率的梦幻般的新材料”。但这是SCNT呈六角形结合的碳原子网在基本没有破口等缺陷时的数值,这种高性能是从理论上推断得出的,业界一般认为,要想减少缺陷并且以低成本生产,比预想得要困难。

  瑞翁是从2015年11月中旬开始生产这种SCNT的。在11月4日的记者发布会上曾说“11月11日将在该公司德山工厂内举行SCNT制造工厂的竣工仪式,开始投产”。当时介绍说“首先要确保一定量的库存并保证品质,因此实际将从2016年1月开始供货”。生产规模未公布,价格将控制在“200万日元/1kg左右”。

  制造将使用以日本产业技术综合研究所2004年11月发现的高效量产法“超速生长法”为基础制造的SGCNT。如果能够确保一定的产量,且制造工厂能进入稳定的生产状态,则品质也会稳定,还可以保证品质。因此,确保首批SCNT用户是关键所在。

  复合化技术的关键是母料

  其用途的突破口,是应用范围广的橡胶复合材料。橡胶复合材料实现的关键是“母料”,就是能够使SCNT均匀分散于橡胶中的中间材料。负责SCNT销售和技术经营的子公司Zeon Nano Technology(东京都千代田区)代表董事社长荒川公平说“还将提供母料”。

  日本瑞翁(Zeon)还开发了制造SCNT与其他材料的复合材料用的分散技术。该公司SCNT的目录参数为平均直径3~5nm,在长度方向一致的“SCNT集合体”上的长度为300~500μm。由于SCNT细长,因此在橡胶、塑料、铝及铜等金属等的母相中,使SCNT均匀分散来制作复合材料在技术上有相当难度。分散化技术,已与技术组合——单层CNT融合新技术开发机构(TASC)合作开发完成。TASC成立于2010年5月,除该公司外,还有用户企业加盟。分散化技术相关专利及经验由该技术组合持有并管理。

  瑞翁因是特殊橡胶领域的大企业,作为SCNT的用途,打算首先推出橡胶复合材料。在nano tech 2016上,该公司公布了在橡胶中以5phr(重量100份的橡胶中混合5份SCNT,重量比大约为4%)混合SCNT的复合材料的性能。对比对象为碳黑(CB)的微细碳颗粒,据称,分散并配合了SCNT的复合材料在150℃下的拉伸强度提高到13M~14万亿帕,是配合碳黑时的约2倍(图2)。“120℃下固定荷重时的疲劳强度也提高到约2倍”。这种性能,是分散了SCNT的结果,与单纯混合相比,性能大幅提高。

  瑞翁目前准备了丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丙烯橡胶(ACM)、氟橡胶及硅橡胶等橡胶,“可以制作导电率高的橡胶复合材料”。

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