Zuhause / Nachrichten / Branchennachrichten / Welche Probleme entstehen durch eine schlechte Graphen-Dispersion?
Branchennachrichten
Da leitfähige Beschichtungen, leitfähige Tinten und neue Energiematerialien weiter zunehmen, sind Kohlenstoffnanomaterialien – Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und leitfähiger Ruß – zu wesentlichen funktionellen Füllstoffen in diesen Systemen geworden. Diese Materialien haben jedoch ein charakteristisches Merkmal gemeinsam: eine extrem große Oberfläche kombiniert mit einer starken inhärenten Tendenz zur Aggregation. Wenn die Dispersion unzureichend ist, gehen die Folgen weit über die Leitfähigkeit hinaus und reichen bis hin zur Verarbeitungsstabilität, Lagerleistung und Produktionseffizienz.
Vier Folgen einer unzureichenden Graphen-Dispersion
Pulver-Reagglomeration
Nanomaterialpartikel bilden leicht sekundäre Aggregate miteinander, was die Gleichmäßigkeit der Dispersion untergräbt, auf die die Formulierung für eine konsistente Leistung angewiesen ist.
Erhöhte Viskosität der Aufschlämmung
Systeme mit hohem Feststoffgehalt, die auf schlecht dispergierten Kohlenstoffnanomaterialien basieren, sind oft schwierig zu verarbeiten und weisen unzureichende Fließeigenschaften auf, die Beschichtungs-, Druck- oder Gießvorgänge erschweren.
Schlechte Lagerstabilität
Systeme, die nach dem Stehen zum Absetzen oder Wiederaufrauen neigen, verlieren mit der Zeit ihre Brauchbarkeit, was zu Qualitätsschwankungen zwischen Produktion und Einsatzort führt.
Leitfähigkeitsschwankung
Eine ungleichmäßige Verteilung führt zu einem instabilen leitfähigen Netzwerk innerhalb des fertigen Materials, was die Konsistenz der Endleistung, für die das Material ausgewählt wurde, direkt beeinträchtigt.
Warum mechanische Dispersion allein praktische Grenzen hat
Ein gängiger Ansatz zur Verbesserung der Dispersion von Kohlenstoffnanomaterialien besteht darin, die Mahlintensität zu erhöhen oder die Dispergierzeit zu verlängern. Dadurch kann ein Teil des Aggregationsproblems gelöst werden, aber bei Materialien mit sehr großer spezifischer Oberfläche ist es mit mechanischer Energie allein schwierig, langfristig eine stabile Dispersion aufrechtzuerhalten.
Sich ausschließlich auf mechanische Kraft zu verlassen, um Kohlenstoffmaterialien mit großer Oberfläche zu dispergieren, ist schwer durchzuhalten – und es erhöht tendenziell sowohl den Energieverbrauch als auch die Verarbeitungskosten, ohne eine proportional bessere Stabilität zu liefern. Ein spezielles Dispersionssystem, das speziell für die Oberflächenchemie dieser Materialien entwickelt wurde, bietet eine haltbarere Lösung als allein die mechanische Eingabe.
DH-6552W – Wasserbasiertes Dispergiermittel für Kohlenstoffnanomaterialien
DH-6552W ist ein Dispergiermittel auf Wasserbasis speziell für Kohlenstoffnanomaterialien entwickelt und bietet eine effektive Benetzungs- und Dispersionsfähigkeit für Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, leitfähigen Ruß und hochstrukturierten Ruß. Durch die Verbesserung des Grenzflächenzustands dieser Nanomaterialien innerhalb der Formulierung wird die Aggregationstendenz verringert und die Dispersionseffizienz verbessert.
| Leistungsbereich | Wirkung | Relevanz |
| Benetzung und Dispersion | Verbessert die Benetzung von Graphen-, CNT-, Leitruß- und hochstrukturierten Rußoberflächen | Reduziert die anfängliche Aggregation beim Mischen und Mahlen |
| Rheologische Struktur | Hilft dem System, eine stabilere rheologische Struktur zu bilden, indem es den Fluss mit der Thixotropie in Einklang bringt | Unterstützt sowohl die Verarbeitbarkeit als auch die Formbeständigkeit im nassen Zustand |
| Ladekapazität für hohe Feststoffe | Verbessert die Tragfähigkeit des Systems in konzentrierten Schlämmen mit hohem Feststoffgehalt | Relevant für die Herstellung konzentrierter Masterbatches und Pasten |
| Lagerstabilität | Verbessert die Beständigkeit gegen Setzung und Wiedervergröberung nach dem Stehenlassen | Unterstützt eine gleichbleibende Qualität zwischen Produktion und Verwendungsort |
| Harzkompatibilität | Bewahrt eine gute Kompatibilität mit mehreren Harzsystemen | Bietet flexiblen Formulierungsraum für verschiedene Anwendungen leitfähiger Materialien |
Anwendungsbereiche
Leitfähige Beschichtungen Leitfähige Tinten Neue Energiematerialien EMI-Abschirmbeschichtungen Konzentrierter Kohlenstoff-Masterbatch Funktionelle Carbon Black-Systeme
Formulierungsanleitung
| Parameter | Empfehlung | Notizen |
| Additionsphase | Vor dem Dispergieren/Mahlen mit Kohlenstoff-Nanomaterial vormischen | Eine frühzeitige Einführung maximiert die Oberflächenbedeckung, da die Aggregate abgebaut werden |
| Dosierungsbereich | Optimieren Sie entsprechend der spezifischen Oberfläche des verwendeten Kohlenstoffmaterials | Graphen und CNT erfordern aufgrund der größeren Oberfläche typischerweise eine höhere relative Beladung als herkömmlicher Ruß |
| Systemtyp | Wasserbasierte Systeme | Für lösungsmittelbasierte Kohlenstoff-Nanomaterialsysteme wenden Sie sich bitte an unser technisches Team, um eine geeignete Alternative zu finden |
| Energie mischen | Mäßige bis hohe Scherung während der anfänglichen Dispergierphase empfohlen | Für beste Ergebnisse mit ausreichender mechanischer Dispersion kombinieren; Das Dispergiermittel ergänzt das richtige Mischen, statt es zu ersetzen |
Häufig gestellte Fragen
Warum ist Graphen schwieriger zu dispergieren als herkömmliche Pigmente?
Graphen hat eine extrem große spezifische Oberfläche und eine zweidimensionale blattartige Struktur, die eine starke Van-der-Waals-Anziehung zwischen den Blättern fördert, was zu einer Stapelung und erneuten Aggregation führt. Dies unterscheidet sich grundlegend von der annähernd sphärischen Partikelgeometrie der meisten herkömmlichen Pigmente und erfordert ein Dispergiermittel, das speziell zur Stabilisierung dieser Art von Oberfläche und Geometrie geeignet ist.
Zeigt sich eine schlechte Dispersion immer sofort als sichtbares Qualitätsproblem?
Nicht unbedingt. Ein System kann kurzfristig ausreichend verteilt erscheinen und normal verarbeitet werden, während es während der Lagerung immer noch anfällig für eine allmähliche Neuaggregation ist. Aus diesem Grund ist die Bewertung der Lagerstabilität über einen realistischen Zeitraum hinweg ein wichtiger Bestandteil der Formulierungsentwicklung für Kohlenstoffnanomaterialsysteme, anstatt sich ausschließlich auf die Qualität der anfänglichen Dispersion zu verlassen.
Kann das gleiche Dispergiermittel sowohl für Graphen als auch für Kohlenstoffnanoröhren verwendet werden?
DH-6552W wurde für die Behandlung mehrerer Arten von Kohlenstoffnanomaterialien entwickelt, darunter Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, leitfähiger Ruß und Ruß mit hoher Struktur, da sie eine weitgehend ähnliche, zur Aggregation neigende Oberflächenchemie mit großer Oberfläche aufweisen. Die optimale Dosierung kann je nach Materialtyp variieren und sollte durch Formulierungsversuche für Ihre spezifische Kohlenstoffquelle und Zielanwendung bestätigt werden.
Schlüssel zum Mitnehmen
Die Leistung leitfähiger Beschichtungen, leitfähiger Tinten und neuer Energiematerialsysteme hängt im Wesentlichen von der Dispersionsqualität der darin enthaltenen Kohlenstoffnanomaterialien ab. Eine schlechte Dispersion verringert nicht nur die Leitfähigkeit, sondern führt auch zu Verarbeitungsschwierigkeiten, Lagerungsinstabilität und inkonsistenter Endleistung. Die Lösung dieses Problems durch ein Dispergiermittel, das speziell für die Oberflächenchemie von Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und leitfähigem Ruß entwickelt wurde, bietet eine zuverlässigere und skalierbarere Lösung, als sich allein auf mechanische Dispersionsenergie zu verlassen.
Fordern Sie technische Daten und Muster für DH-6552W an
Unser technisches Team stellt TDS, Anwendungshinweise und Dosierungsempfehlungen für Ihr spezifisches Kohlenstoffnanomaterialsystem bereit.
