“21世紀(jì)的納米碳材料將像20世紀(jì)的鋁材一樣對(duì)人類社會(huì)發(fā)揮舉足輕重的作用! ”這句話是美國(guó)Applied科學(xué)公司總裁馬斯萊克的預(yù)言。位于俄亥俄州的Applied科學(xué)公司是一家從事研發(fā)高級(jí)材料的企業(yè)。納米碳材料是一種縱橫比(長(zhǎng)度與直徑比) 非常高的微小顆粒,類似于鋁材那樣具有高強(qiáng)度、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。添加使用在塑料中, 還可大大提高塑料制品的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能。

    目前, 全球范圍內(nèi)納米碳材料的主要供應(yīng)商有: HyperionCatalysis 公司( 北美唯一) 、日本三井公司和Showa Denko 公司、以及Pyrograf 產(chǎn)品公司(Applied 科學(xué)公司的下屬企業(yè)) 等4 家企業(yè)。后者開發(fā)出一種石墨納米纖維試驗(yàn)品,其直徑為100～200納米, 長(zhǎng)度為100微米, 縱橫比為500～1000∶1。目前僅提供樣品, 價(jià)格為70美元/磅, 正在建造一家中試工廠。如果以0.5%～5%的份量比例, 加入Pyrograf公司生產(chǎn)的PF24品級(jí)納米碳纖維到塑料中, 塑料制品的剛度將會(huì)提高5倍, 并且表面電阻值下降至1～1010歐姆/平方米。

    由Hyperion公司生產(chǎn)的多壁納米石墨管的顆粒中,橫向?qū)挾葍H有10納米,長(zhǎng)度為10～100微米,其縱橫比至少達(dá)到1000∶1。這些尺寸微小并彎曲性小的“細(xì)微纖維”,在塑料加工過程中難以分散。

    為了確保得到滿意的分散效果,Hyperion公司又生產(chǎn)提供了母料顆粒,其中含有15%～20%的小纖維,這樣又可降低0.5%的添加材料重量。

    據(jù)Hyperion公司的營(yíng)銷經(jīng)理帕特柯林斯介紹說: 用這種細(xì)微纖維制成的混料適用于所有級(jí)別的電子頻譜, 添加量可比普通碳纖維至少低50%,體積也有相當(dāng)大的差異。據(jù)報(bào)道說,該種納米碳管的韌性和延展性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最好的傳統(tǒng)導(dǎo)電性材料,其粘性所受的影響也非常小, 因此這種細(xì)微纖維非常適合用于加工薄壁塑料制件, 且用其加工的外飾件也具有良好的表面質(zhì)量,比用傳統(tǒng)填料制成的混料收縮性和制品翹曲變形性都要小。

    Hyperion公司的產(chǎn)品已從最初的PA6和PA66、PBT、PC 母料擴(kuò)大至PEEK、PEI(GE公司生產(chǎn)的Ultem品牌聚醚酰亞胺) 、PPS、PA12和PS等母料,接下來還將推出PP、PET、EVA母料。包括PA12在內(nèi),目前的用途是在汽車燃料管線中代替金屬。結(jié)合了優(yōu)良的靜電消散(ESD)性能,再加上高韌性,以及高抗破裂性帶來了額外的安全性能。納米碳管為基體制成的靜電噴漆級(jí)混料只需在塑料配方中添加約2%～3%的份量, 塑料產(chǎn)品即可獲得理想的導(dǎo)電性, 并達(dá)到A級(jí)表面質(zhì)量。

    目前在納米碳管的使用過程中,成本居高是主要的制約因素, 比如Hyperion公司的小纖維都定價(jià)約50美元/ 磅。柯林斯先生表示:經(jīng)過長(zhǎng)期努力,尤其是全球規(guī)模的生產(chǎn)廠家啟動(dòng)后,其價(jià)格將會(huì)下降。

    此外, RTP公司導(dǎo)電材料的產(chǎn)品經(jīng)理斯科特柯貝納介紹說: 添加4%～7%的RTP公司出品的納米碳管混料就可使塑料制品具有104～109歐姆/平方米的表面電阻, 該公司的NTC系列材料出現(xiàn)的冷、熱點(diǎn)最少, 適合用于高純度的靜電消散和靜電噴涂混料。該公司還將納米碳管加入到高抗沖聚苯乙烯、聚甲醛和其它種類的工程樹脂中。NTC系列產(chǎn)品的定價(jià)比PAN品級(jí)纖維混料的價(jià)格要高出25%～100%。

    LNP 公司則可供應(yīng)高純度靜電消散材料———“超干凈Stat- Kon”,即在PEEK和PEI材料中添加納米碳管, 用以生產(chǎn)晶片盒和磁盤驅(qū)動(dòng)元件。它的離子污染據(jù)說比碳纖維材料要低65%～90%。

    而田柯納(Ticona)公司可提供導(dǎo)電性PPS 系列材料,采用了一種非傳統(tǒng)的碳導(dǎo)電體,這種新型物質(zhì)據(jù)說具有許多納米碳管的優(yōu)點(diǎn), 而且成本相當(dāng)?shù)汀＿@種添加物和專門的合成技術(shù)據(jù)說可確保靜電消散性能的精確“調(diào)校”。該材料也被人們形容為“干凈”材料———不脫落且離子污染低, 還可除去氣味, 用于生產(chǎn)液晶顯示器、電子存儲(chǔ)介質(zhì)和微電子包裝盒等。