石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米碳材料,石墨烯被称为“黑色黄金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
与石墨烯行业,大部分公司亏损的状况不同。国内的碳纳米管行业经过多年的市场拼搏,也基本没什么政府扶持,但大都是盈利的,大的公司盈利过亿,小的公司盈利上百万。历经新材料行业这么多年的迭代变更,时代热点大潮,大浪淘沙,碳纳米管行业终于初步实现了产业化。
经过十多年的研发和推广,在锂电池行业中碳纳米管作为导电剂,其效果非常明显,使用已经越来越普及。除了动力电池,在数码电池里碳纳米管导电剂也开始使用。碳纳米管导电剂的添加量比传统的炭黑导电剂大量减少,同时能使粘接剂的用量降低至原来的50%左右,对锂离子电池有综合的明显好处。
2014-2022年中国碳纳米管导电浆料市场规模分析及预测(万吨)
(数据来源:高工产研锂电研究所(GGII))
随着锂电池高镍正极、硅基负极和固态电池等新技术应用规模扩大,碳纳米管的应用会爆发式增长,单是在锂电池领域就会成为每年百亿级的市场。
碳纳米管在触摸屏、晶体管、生物医疗、太阳能光伏电池、轮胎、燃料电池、药物输送、储氢、高分子材料、电容器、复合材料等会有更广阔市场,会持续突破多个百亿级的市场,成为一个千亿级市场的产业。
热塑性聚氨酯 (TPU) 凭借力学强度高、加工性能好和生物相容性能优良等特性,在电子、汽车、医学等领域得到广泛应用。将 TPU 与导电炭黑、石墨烯或碳纳米管等进行熔融共混,可制备具有导电性能的复合材料。
什么是碳纳米管?
碳纳米管(CNTs),又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离,约0.34nm,直径一般为2~20 nm。
碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能。
近年来随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来,是材料科学领域的研究热点之一。
TPU/碳纳米管共混复合材料在航空领域的应用
航空轮胎是航空器起降时唯一与地面接触的部件,一向被视为轮胎制造行业“皇冠上的明珠”。
将TPU/碳纳米管共混复合材料加入航空轮胎面胶中使其具有具有抗静电、高导热、高耐磨、高抗撕裂等优点,以改善轮胎综合性能,使飞机起飞和降落时轮胎产生的静电荷能均匀传至地面。同时更容易节省制造成本。
应用碳纳米与高分子材料共混可获得力学性能优良、导电性好、耐腐蚀和电磁屏蔽等新型复合材料。碳纳米管聚合物复合材料被认为是传统智能材料的替代物,在未来的应用范围将会越来越广泛。