Novità del settore
Poiché i rivestimenti conduttivi, gli inchiostri conduttivi e i nuovi materiali energetici continuano ad espandersi, i nanomateriali di carbonio – grafene, nanotubi di carbonio e nerofumo conduttivo – sono diventati riempitivi funzionali essenziali in questi sistemi. Ma questi materiali condividono una caratteristica distintiva: un’area superficiale estremamente elevata combinata con una forte tendenza intrinseca ad aggregarsi. Quando la dispersione è inadeguata, le conseguenze si estendono ben oltre la conduttività, raggiungendo la stabilità di lavorazione, le prestazioni di stoccaggio e l’efficienza della produzione.
Quattro conseguenze di una dispersione inadeguata del grafene
Riagglomerazione delle polveri
Le particelle di nanomateriali formano facilmente aggregati secondari tra loro, minando l'uniformità della dispersione da cui dipende la formulazione per prestazioni costanti.
Viscosità elevata del liquame
I sistemi ad alto contenuto solido costruiti su nanomateriali di carbonio scarsamente dispersi diventano spesso difficili da lavorare, con proprietà di flusso inadeguate che complicano le operazioni di rivestimento, stampa o fusione.
Scarsa stabilità di conservazione
I sistemi inclini ad assestarsi o a ricadere dopo essere rimasti in piedi perdono la loro usabilità nel tempo, creando variabilità di qualità tra produzione e punto di utilizzo.
Fluttuazione della conduttività
La dispersione non uniforme porta a una rete conduttiva instabile all'interno del materiale finito, compromettendo direttamente la coerenza delle prestazioni finali per cui il materiale è stato selezionato.
Perché la sola dispersione meccanica ha limiti pratici
Un approccio comune per migliorare la dispersione dei nanomateriali di carbonio consiste nell'aumentare l'intensità della macinazione o estendere il tempo di dispersione. Ciò può risolvere parte del problema dell’aggregazione, ma per i materiali con un’area superficiale specifica molto elevata, l’energia meccanica da sola fatica a mantenere una dispersione stabile a lungo termine.
Affidarsi esclusivamente alla forza meccanica per disperdere materiali di carbonio ad alta superficie è difficile da sostenere e tende ad aumentare sia il consumo di energia che i costi di lavorazione senza fornire una stabilità proporzionalmente migliore. Un sistema di dispersione dedicato, formulato specificatamente per la chimica superficiale di questi materiali, fornisce una soluzione più duratura rispetto al solo input meccanico.
DH-6552W — Disperdente a base acquosa per nanomateriali di carbonio
DH-6552W è un disperdente a base acquosa sviluppato specificamente per i nanomateriali di carbonio, fornendo un'efficace capacità di bagnatura e dispersione per grafene, nanotubi di carbonio, nero di carbonio conduttivo e nero di carbonio ad alta struttura. Migliorando lo stato interfacciale di questi nanomateriali all'interno della formulazione, si riduce la tendenza all'aggregazione e si migliora l'efficienza della dispersione.
| Area delle prestazioni | Effetto | Rilevanza |
| Bagnatura e dispersione | Migliora la bagnabilità delle superfici di grafene, CNT, nerofumo conduttivo e nerofumo ad alta struttura | Riduce l'aggregazione iniziale durante la miscelazione e la macinazione |
| Struttura reologica | Aiuta il sistema a formare una struttura reologica più stabile, bilanciando il flusso con la tixotropia | Supporta sia la lavorabilità che il mantenimento della forma allo stato umido |
| Capacità di carico ad alto contenuto di solidi | Migliora la capacità di carico del sistema nei liquami concentrati ad alto contenuto di solidi | Rilevante per la produzione di masterbatch concentrati e paste |
| Stabilità di archiviazione | Migliora la resistenza all'assestamento e al ricaduto dopo la sosta | Supporta una qualità costante tra la produzione e il punto di utilizzo |
| Compatibilità con la resina | Mantiene una buona compatibilità tra più sistemi di resina | Fornisce uno spazio di formulazione flessibile per diverse applicazioni di materiali conduttivi |
Aree di applicazione
Rivestimenti conduttivi Inchiostri conduttivi Nuovi materiali energetici Rivestimenti schermanti EMI Masterbatch di carbonio concentrato Sistemi funzionali di nerofumo
Guida alla formulazione
| Parametro | Raccomandazione | Note |
| Fase di aggiunta | Premiscelare con nanomateriale di carbonio prima della dispersione/macinazione | L'introduzione anticipata massimizza la copertura della superficie man mano che gli aggregati vengono scomposti |
| Intervallo di dosaggio | Ottimizzare in base alla superficie specifica del materiale di carbonio utilizzato | Il grafene e i CNT richiedono in genere un carico relativo più elevato rispetto al nerofumo convenzionale a causa della maggiore area superficiale |
| Tipo di sistema | Sistemi a base acqua | Per i sistemi di nanomateriali di carbonio a base solvente, consultare il nostro team tecnico per un'alternativa adeguata |
| Miscelazione energetica | Si consiglia un taglio da moderato ad elevato durante la fase di dispersione iniziale | Combinare con un'adeguata dispersione meccanica per ottenere i migliori risultati; il disperdente integra piuttosto che sostituire la miscelazione appropriata |
Domande frequenti
Perché il grafene è più difficile da disperdere rispetto ai pigmenti convenzionali?
Il grafene ha un'area superficiale specifica estremamente elevata e una struttura 2D simile a un foglio che promuove una forte attrazione di van der Waals tra i fogli, portando all'impilamento e alla riaggregazione. Questo è fondamentalmente diverso dalla geometria delle particelle approssimativamente sferiche della maggior parte dei pigmenti convenzionali e richiede un disperdente specificamente adatto a stabilizzare questo tipo di superficie e geometria.
La scarsa dispersione si presenta sempre immediatamente come un problema di qualità visibile?
Non necessariamente. Un sistema può apparire adeguatamente disperso e funzionare normalmente a breve termine, pur essendo soggetto a una graduale riaggregazione durante lo stoccaggio. Questo è il motivo per cui la valutazione della stabilità allo stoccaggio in un arco di tempo realistico, piuttosto che fare affidamento esclusivamente sulla qualità della dispersione iniziale, è una parte importante dello sviluppo della formulazione per i sistemi di nanomateriali di carbonio.
È possibile utilizzare lo stesso disperdente sia per il grafene che per i nanotubi di carbonio?
DH-6552W è progettato per affrontare diversi tipi di nanomateriali di carbonio, tra cui grafene, nanotubi di carbonio, nero di carbonio conduttivo e nero di carbonio ad alta struttura, data la loro chimica superficiale ad elevata area superficiale e soggetta ad aggregazione sostanzialmente simile. Il dosaggio ottimale può variare in base al tipo di materiale e deve essere confermato attraverso prove di formulazione per la specifica fonte di carbonio e l'applicazione target.
Chiave da asporto
Le prestazioni dei rivestimenti conduttivi, degli inchiostri conduttivi e dei nuovi sistemi di materiali energetici dipendono fondamentalmente dalla qualità della dispersione dei nanomateriali di carbonio al loro interno. Una scarsa dispersione non riduce solo la conduttività, ma si traduce in difficoltà di lavorazione, instabilità di conservazione e prestazioni finali incoerenti. Affrontare questo problema attraverso un disperdente formulato specificamente per la chimica superficiale del grafene, dei nanotubi di carbonio e del nerofumo conduttivo fornisce una soluzione più affidabile e scalabile rispetto al solo affidamento sull’energia di dispersione meccanica.
Richiedi dati tecnici e campioni per DH-6552W
Il nostro team tecnico fornisce TDS, guida all'applicazione e raccomandazioni sul dosaggio per il tuo specifico sistema di nanomateriali di carbonio.
