認識一下VGCF碳管

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CNT是多年來各發達國家重點研發的重要新材料，具有廣闊的應用前景，其強度大體為30GPa，模量1TPa，導電系數10-4Ω·cm，導熱系數從幾百到1000W/mK，耐熱性和化學穩定性高，既可單獨使用，也可與聚合物復合成納米復合材料使用[6]。2008年2月13-15日在東京召開的“國際納米技術綜合展”吸引了約5萬名學者，有的媒體稱納米纖維的出現 “引發了材料的產業革命”，并意味著納米技術基礎研究時代的終結和商品廣泛普及時代的到來。在這種新形勢下，美國國會眾議院于2008年6月4日通過
了“國家納米技術首創（NNI）”修正法案，強調了各政府機關積極應對納米技術在推廣過程中可能對環境、衛生和安全上帶來的問題，并確定了研究經費的分配，即60%用于普及過程的安全性評價、40%用于應用開發，因為這項技術有可能提升美國的經濟競爭力，而且在社會效益方面也可能有重要貢獻，因此會大規模開展后續研發活動，內容包括有關電子、能效、醫療及水質改良等的研究?？赡墚a生的副作用主要是，CNT象石棉一樣屬于病原性纖維，在大氣中暴露時會引起中皮紅腫，特別是長的CNT（20μm以上），至于對人體的影響，如是否能致癌，尚需數十年的科學觀察[7]，這些情況很值得我國科研工作者和政府及立法機構借鑒。

    從日本發表的有關CNT應用專利看，2000年3月31日前為0，2000-4-1至2004-3-31共發表了13篇，2004-4-1至2008-3-31為54篇，可見日本對此十分重視。最近，東京工大發明的以酚醛樹脂為原料、通過靜電紡絲法紡出無紡布、經碳化而得到的CNT無紡布耐曲折，而且只需以往硅基板的一半以下電壓就可通電，節能效果明顯，今后有望應用于顯示器，照明用電源，汽車用2次電池的電極和傳感器基板等。昭和電工也在加速CNF（商品名：VGCF）的用途開拓，在一年內開發出了其復合材料制的電子設備用容器，而當前主要應用于鋰離子二次電池，計劃在10年內育成100億日元的產業，目前VGCF的產能為100t/a，2010年滿負荷生產。德國拜爾近期也投入2200萬歐元，將其CNT產品“Baytubes”的產能由60t/a提高至200t/a，使其世界市場的占有率升至25%，計劃10年間培育成20億美元的市場。Baytubes是一種多層結構的CNT，它可進一步提高各種基體的機械強度和抗靜電特性，并應用于雪橇、沖浪板、曲棍球棒、棒球棒等體育用品、風電葉片和鋁、鎂等金屬的改進劑。英國劍橋大學開發了引人注目的直接紡織法制CNT的技術。

    CNT的另一類重要應用是將它混入成纖性聚合物中，通過熔紡或濕紡等制成復合材料纖維，這方面日本信州大學和法國國立科研中心分別做了大量研發工作，前者選用昭和電工上市的VGCF（直徑150nm，長10～20μm）和VGCF-S（直徑100mm，長10～20μm），聚合物選擇尼龍6和聚乙烯醇（PVA），結果添加了質量分數為0.1的VGCF-S的尼龍6的纖維模量和強度各提高7GPa和1GPa、結節強度提高30%，而添加了質量分數為0.5的VGCF的PVA的纖維強度提高0.05GPa、模量提高4GPa[6]。后者在該領域也做過大量研究工作，并介紹了歐美的研究情況，其中美國德克薩斯大學Dalas分校所研制的CNT增加PVA纖維的韌性高達570J/g，比蜘蛛絲的韌性（160J/g）高得多，為此法國國防部正探索它在吸能材料和防護服中的應用，此外還可做成高韌性紙等[8]。

andy562562

恰恰那段時間在收集資料，前幾天看到：ZYVEX Performance Materials 公司做CNT（碳納米管）復合材料，主打環氧基，應用挺廣范的一說，有興趣的可以去他們網站看看，http://www.zyvexpro.com/，上面可以下到一些產品數據說明書，多說一句，個人感覺國內企業太雞賊，產品說明書只能?；７菍I人士，基本上稍微全一點的數據都諱莫如深，老外做的比我們倍兒到位。

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老外的資料數據確實比較到位

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本公司以氣相成長法生產制造納米碳管，依制程條件不同控制碳管成長而有不同的管徑與長徑比，提供客戶端不同應用需求。VGCF本質具有高導熱、導電與高抗張強度與模量，利用其特性添加于其他材料系統中，使材料本質產生改變或增強材料的物性。

物性：
1.    微結構 --- 洋蔥式多管壁
2.    直徑 --- 100 ~ 500 nm
3.    長徑比 --- 10 ~ 500
4.    密度 --- 1.8 ~ 2.0 g/cc
5.    石墨化 --- ＞90%
6.    導電系數 --- ρ= 1 × 10-4Ω.m     
7.    導熱系數 --- K＞1600 W/m-k
8.    熱膨脹系數 --- -1.0 ppm/℃        
9.                  機械性質 --- 高抗張強度、韌性與高模量
10.                耐熱氧化溫度 --- ＞700℃

unitetek@ms21.hinet.net

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拜耳開發風電機組葉片新型原材料
納米碳管可以增加葉片長度，使風電機組葉片超過現在的60多米的限度，并且可以降低碳纖維/環氧樹脂復合材料的重量。目前拜耳材料科技生產的Baytubes風電機組葉片正在進行實驗。據悉，在葉片中使用20公斤的Baytubes原料可以降低葉片3噸的重量。目前，位于德國南部的拜耳前子公司HC  Starck中試廠每年可以生產60噸Baytubes納米碳管，但是勒沃庫森生產廠可以把年產量提高到200噸。目前已經對該產品進行了廣泛的健康安全實驗，拜耳材料科技相信很快將通過美國環保署的批準。