昭和電工開發碳納米管

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編者按：碳納米管自十五年前被S.Ijima發現以來，相關領域已進行相當多的研究，由于它具有非常獨特的材料性質，有許多的研究已證實這種新型態的碳結構物具有極佳的物理及機械性質，獨特的電學特性及極佳的熱傳導性質。目前正吸引各國及各領域的科技與產業界注目。高分子中加入碳納米管可改善高分子的各種性質包括機械性質、導熱性、導電度及介電性質等，這類納米復合材料可望應用于航太材料，燃料電池雙極板材料，電磁波遮蔽材料及靜電釋放材料等。
昭和電工開發出新產品碳納米管，型號為VGCF-X，正在向客戶推薦試用。該VGCF-X是昭和電工運用獨自的催化技術和合成技術開發出的產品，具有世界最高水平的分散性能。在樹脂應用方面，VGCF-X可以做到極少量的添加即可達到應用效果，耐沖擊強度高、內阻均勻，特別是不影響樹脂原本的流延成型等特性，對原有樹脂成型模具適用性高。昭和納米碳管只需用以往炭黑或碳纖維添加量的1/5-1/10即可達到給予樹脂(原先)相同的導電性。
碳納米管（CNTs）的應用領域非常廣泛，最早獲得大量應用的是利用其導電特性生產高性能導電復合材料。在美國汽車工業中，已經有碳納米管供應商提供含CNTs的導電復合物，該聚合物已經廣泛地應用于尼龍12燃油管的生產中。另一項應用是0形圈，這種O形圈采用含氟彈性體材料，并以碳納米管作為導電添加劑。該產品可應用于尼龍12快速插接件（quick-connect）中，其中的碳納米管起到了保持電路接地的作用。目前，MWCNTs的應用領域還擴展到了燃油泵和過濾器方面。其中燃油泵采用乙縮醛材料，而過濾器一般采用乙縮醛或尼龍材料。
與此同時，碳納米管在靜電噴涂汽車車身板上的應用方面也取得了重大突破。目前已有兩家供應商將碳納米管應用于在線靜電噴涂領域中，其中一家的主要產品是Noryl GTX PPO/尼龍合金，目前已應用于一些歐洲汽車的前翼子板中，其他正在評估的潛在應用還包括車門外板。含CNTs的淺色導靜電涂料已由美國PPG公司成功應用于汽車制造行業（外殼部件靜電噴涂等）。
碳納米管具有優良的力學性能，近年來以聚合物為基體的復合材料已在汽車結構材料中得到應用，用于減輕汽車自重。用碳納米管作為增強相，制備具有減摩抗磨性能的復合層，已取得了一些研究成果，可望應用于發動機活塞、活塞環、汽缸、軸承等。
在碳納米管復合材料方面，全球約80％的該材料用在靜電消散（ESD）材料，而70％以上的ESD材料是用在汽車領域的。另外，ESD材料也可用于電子行業。這些復合電子材料主要用于潔凈室中。伴隨半導體的精細微小化以及硬盤的高密度化，對包裝搬運器具也就有了更高的性能要求。生產半導體和硬盤的無塵室室內，為了防止傳送零件被污染和保持空氣清潔程度，通常都會使用帶有導電性能的樹脂做成的零件包裝搬運器具以防止靜電產生。碳納米管在潔凈性方面比短切碳纖維更具優勢，加上碳納米管的粒徑小，可獲得更加均一的導電性，硬件表面更加光滑。所以，添加量極少，即可帶來穩定性極高的導體材料VGCF-X獲得了客戶的高度評價和青睞。
在高技術領域中，碳納米管作為顯微鏡探針已經商品化。CNTs在用作增強材料、場地電子發射材料、超級電容器電極材料、氣體吸附材料、催化材料、納電子器件、傳感器、介孔材料等方面的應用都取得良好進展。目前，昭和電工正在對VGCF-X進行擴產。（本刊采編）
* 碳納米管與復合材料添加混合可達到高性能的導電性能，碳納米管同時也具有非常好的力學性能。這種材料已在國外高技術復合材料商業化方面應用，需進一步了解咨詢的讀者和用戶可聯系其技術應用工程師王金才13917598281。