认识一下VGCF碳管

unitetek

CNT是多年来各发达国家重点研发的重要新材料，具有广阔的应用前景，其强度大体为30GPa，模量1TPa，导电系数10-4Ω·cm，导热系数从几百到1000W/mK，耐热性和化学稳定性高，既可单独使用，也可与聚合物复合成纳米复合材料使用[6]。2008年2月13-15日在东京召开的“国际纳米技术综合展”吸引了约5万名学者，有的媒体称纳米纤维的出现 “引发了材料的产业革命”，并意味着纳米技术基础研究时代的终结和商品广泛普及时代的到来。在这种新形势下，美国国会众议院于2008年6月4日通过
了“国家纳米技术首创（NNI）”修正法案，强调了各政府机关积极应对纳米技术在推广过程中可能对环境、卫生和安全上带来的问题，并确定了研究经费的分配，即60%用于普及过程的安全性评价、40%用于应用开发，因为这项技术有可能提升美国的经济竞争力，而且在社会效益方面也可能有重要贡献，因此会大规模开展后续研发活动，内容包括有关电子、能效、医疗及水质改良等的研究。可能产生的副作用主要是，CNT象石棉一样属于病原性纤维，在大气中暴露时会引起中皮红肿，特别是长的CNT（20μm以上），至于对人体的影响，如是否能致癌，尚需数十年的科学观察[7]，这些情况很值得我国科研工作者和政府及立法机构借鉴。

    从日本发表的有关CNT应用专利看，2000年3月31日前为0，2000-4-1至2004-3-31共发表了13篇，2004-4-1至2008-3-31为54篇，可见日本对此十分重视。最近，东京工大发明的以酚醛树脂为原料、通过静电纺丝法纺出无纺布、经碳化而得到的CNT无纺布耐曲折，而且只需以往硅基板的一半以下电压就可通电，节能效果明显，今后有望应用于显示器，照明用电源，汽车用2次电池的电极和传感器基板等。昭和电工也在加速CNF（商品名：VGCF）的用途开拓，在一年内开发出了其复合材料制的电子设备用容器，而当前主要应用于锂离子二次电池，计划在10年内育成100亿日元的产业，目前VGCF的产能为100t/a，2010年满负荷生产。德国拜尔近期也投入2200万欧元，将其CNT产品“Baytubes”的产能由60t/a提高至200t/a，使其世界市场的占有率升至25%，计划10年间培育成20亿美元的市场。Baytubes是一种多层结构的CNT，它可进一步提高各种基体的机械强度和抗静电特性，并应用于雪橇、冲浪板、曲棍球棒、棒球棒等体育用品、风电叶片和铝、镁等金属的改进剂。英国剑桥大学开发了引人注目的直接纺织法制CNT的技术。

    CNT的另一类重要应用是将它混入成纤性聚合物中，通过熔纺或湿纺等制成复合材料纤维，这方面日本信州大学和法国国立科研中心分别做了大量研发工作，前者选用昭和电工上市的VGCF（直径150nm，长10～20μm）和VGCF-S（直径100mm，长10～20μm），聚合物选择尼龙6和聚乙烯醇（PVA），结果添加了质量分数为0.1的VGCF-S的尼龙6的纤维模量和强度各提高7GPa和1GPa、结节强度提高30%，而添加了质量分数为0.5的VGCF的PVA的纤维强度提高0.05GPa、模量提高4GPa[6]。后者在该领域也做过大量研究工作，并介绍了欧美的研究情况，其中美国德克萨斯大学Dalas分校所研制的CNT增加PVA纤维的韧性高达570J/g，比蜘蛛丝的韧性（160J/g）高得多，为此法国国防部正探索它在吸能材料和防护服中的应用，此外还可做成高韧性纸等[8]。

andy562562

恰恰那段时间在收集资料，前几天看到：ZYVEX Performance Materials 公司做CNT（碳纳米管）复合材料，主打环氧基，应用挺广范的一说，有兴趣的可以去他们网站看看，http://www.zyvexpro.com/，上面可以下到一些产品数据说明书，多说一句，个人感觉国内企业太鸡贼，产品说明书只能唬唬非专业人士，基本上稍微全一点的数据都讳莫如深，老外做的比我们倍儿到位。

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老外的资料数据确实比较到位

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本公司以气相成长法生产制造纳米碳管，依制程条件不同控制碳管成长而有不同的管径与长径比，提供客户端不同应用需求。VGCF本质具有高导热、导电与高抗张强度与模量，利用其特性添加于其他材料系统中，使材料本质产生改变或增强材料的物性。

物性：
1.    微结构 --- 洋葱式多管壁
2.    直径 --- 100 ~ 500 nm
3.    长径比 --- 10 ~ 500
4.    密度 --- 1.8 ~ 2.0 g/cc
5.    石墨化 --- ＞90%
6.    导电系数 --- ρ= 1 × 10-4Ω.m     
7.    导热系数 --- K＞1600 W/m-k
8.    热膨胀系数 --- -1.0 ppm/℃        
9.                  机械性质 --- 高抗张强度、韧性与高模量
10.                耐热氧化温度 --- ＞700℃

unitetek@ms21.hinet.net

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拜耳开发风电机组叶片新型原材料
纳米碳管可以增加叶片长度，使风电机组叶片超过现在的60多米的限度，并且可以降低碳纤维/环氧树脂复合材料的重量。目前拜耳材料科技生产的Baytubes风电机组叶片正在进行实验。据悉，在叶片中使用20公斤的Baytubes原料可以降低叶片3吨的重量。目前，位于德国南部的拜耳前子公司HC  Starck中试厂每年可以生产60吨Baytubes纳米碳管，但是勒沃库森生产厂可以把年产量提高到200吨。目前已经对该产品进行了广泛的健康安全实验，拜耳材料科技相信很快将通过美国环保署的批准。