昭和电工开发碳纳米管

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编者按：碳纳米管自十五年前被S.Ijima发现以来，相关领域已进行相当多的研究，由于它具有非常独特的材料性质，有许多的研究已证实这种新型态的碳结构物具有极佳的物理及机械性质，独特的电学特性及极佳的热传导性质。目前正吸引各国及各领域的科技与产业界注目。高分子中加入碳纳米管可改善高分子的各种性质包括机械性质、导热性、导电度及介电性质等，这类纳米复合材料可望应用于航太材料，燃料电池双极板材料，电磁波遮蔽材料及静电释放材料等。
昭和电工开发出新产品碳纳米管，型号为VGCF-X，正在向客户推荐试用。该VGCF-X是昭和电工运用独自的催化技术和合成技术开发出的产品，具有世界最高水平的分散性能。在树脂应用方面，VGCF-X可以做到极少量的添加即可达到应用效果，耐冲击强度高、内阻均匀，特别是不影响树脂原本的流延成型等特性，对原有树脂成型模具适用性高。昭和纳米碳管只需用以往炭黑或碳纤维添加量的1/5-1/10即可达到给予树脂(原先)相同的导电性。
碳纳米管（CNTs）的应用领域非常广泛，最早获得大量应用的是利用其导电特性生产高性能导电复合材料。在美国汽车工业中，已经有碳纳米管供应商提供含CNTs的导电复合物，该聚合物已经广泛地应用于尼龙12燃油管的生产中。另一项应用是0形圈，这种O形圈采用含氟弹性体材料，并以碳纳米管作为导电添加剂。该产品可应用于尼龙12快速插接件（quick-connect）中，其中的碳纳米管起到了保持电路接地的作用。目前，MWCNTs的应用领域还扩展到了燃油泵和过滤器方面。其中燃油泵采用乙缩醛材料，而过滤器一般采用乙缩醛或尼龙材料。
与此同时，碳纳米管在静电喷涂汽车车身板上的应用方面也取得了重大突破。目前已有两家供应商将碳纳米管应用于在线静电喷涂领域中，其中一家的主要产品是Noryl GTX PPO/尼龙合金，目前已应用于一些欧洲汽车的前翼子板中，其他正在评估的潜在应用还包括车门外板。含CNTs的浅色导静电涂料已由美国PPG公司成功应用于汽车制造行业（外壳部件静电喷涂等）。
碳纳米管具有优良的力学性能，近年来以聚合物为基体的复合材料已在汽车结构材料中得到应用，用于减轻汽车自重。用碳纳米管作为增强相，制备具有减摩抗磨性能的复合层，已取得了一些研究成果，可望应用于发动机活塞、活塞环、汽缸、轴承等。
在碳纳米管复合材料方面，全球约80％的该材料用在静电消散（ESD）材料，而70％以上的ESD材料是用在汽车领域的。另外，ESD材料也可用于电子行业。这些复合电子材料主要用于洁净室中。伴随半导体的精细微小化以及硬盘的高密度化，对包装搬运器具也就有了更高的性能要求。生产半导体和硬盘的无尘室室内，为了防止传送零件被污染和保持空气清洁程度，通常都会使用带有导电性能的树脂做成的零件包装搬运器具以防止静电产生。碳纳米管在洁净性方面比短切碳纤维更具优势，加上碳纳米管的粒径小，可获得更加均一的导电性，硬件表面更加光滑。所以，添加量极少，即可带来稳定性极高的导体材料VGCF-X获得了客户的高度评价和青睐。
在高技术领域中，碳纳米管作为显微镜探针已经商品化。CNTs在用作增强材料、场地电子发射材料、超级电容器电极材料、气体吸附材料、催化材料、纳电子器件、传感器、介孔材料等方面的应用都取得良好进展。目前，昭和电工正在对VGCF-X进行扩产。（本刊采编）
* 碳纳米管与复合材料添加混合可达到高性能的导电性能，碳纳米管同时也具有非常好的力学性能。这种材料已在国外高技术复合材料商业化方面应用，需进一步了解咨询的读者和用户可联系其技术应用工程师王金才13917598281。