碳纳米管:机遇无限
碳纳米管是目前最流行的、公认的基础纳米技术。目前科学家和研究者都在开发碳纳米管更多的用途,其在包
括阻燃剂材料市场在内的许多工业领域得到广泛应用。随着非燃性产品需求的增长,预计全球阻燃剂化学品市场价
值约为30亿美元。截至2015年,阻燃剂领域碳纳米管年均增长率约为4%~5%。在北美和欧洲市场将呈稳定增长。
基于Frost & Sullivan咨询公司的分析,未来碳纳米管在阻燃剂材料领域的应用将呈增长趋势。
“目前,碳纳米管被认为是极有前途的添加剂,尤其在阻燃剂溶液中应用前景看好。基于我们的市场调查,我
们预计磷系阻燃剂将成为未来碳纳米管作为阻燃添加成分最好的市场。而作为添加剂的碳纳米管的价格也将随着开
发商和终端用户对其优异性能的逐步了解和改善而下降。” Frost & Sullivan咨询公司技术开发部分析师Krzysztof
Grzybowski指出。
碳纳米管有3种形态:单壁、双壁和多壁。其中,单壁碳纳米管被科学家认为是最具潜力的一种,而多壁碳纳
米管(MWCNTs)则是作为复合物添加剂或涂料成分最有可能实现商业化的一种,其能够以相对低的价格实现大规模
生产。
单壁碳纳米管的最初生产成本约1000美元/g,目前MWCNTs已经能够以100美元/kg进行生产。未来几年生产
成本有望降至10~20美元/kg。而纳米管制备新技术的研发也将使碳纳米管产能增长。拜耳材料公司已经宣布,计
划将公司MWCNTs产能从2007年的60t/a扩增至2012年的3000t/a。由此可见,成本将不会是碳纳米管实现商业化
的障碍。
碳纳米管可以作为一种试剂与不同的溶液进行组合,为不同的产品和涂层提供阻燃特性。作为阻燃添加剂,
MWCNTs可制造强度更高、抗疲劳性更好的复合材料,还能够为材料提供优异的电性能。防火材料需求日益增长。现
行法规对家居、电子、建筑、运输等材料生产商的防火安全标准要求越来越严格。受益于阻燃剂的商品主要包括消
费者电子产品、印刷电路板、电线电缆、插座、汽车及纺织品等领域的塑料制品。
与碳纳米纤维相比,碳纳米管更受欢迎,尽管碳纳米纤维价格更便宜,但与其他填料相比,碳纳米管颗粒在添
加浓度较小的情况下即可为材料提供耐燃性/不燃性。这样的添加量,终产品中几乎看不出碳纳米管的存在。
碳纳米管面临的最大问题是理想的均匀分布。而目前生产商的技术已经能够轻易解决这一难题。为了保证产品
质量,目前的碳纳米管生产商经常将产品以母料的形式方便地出售,这样能够帮助用户将碳纳米管的特性最好地利
用。但是,欧盟科学委员会近日指出,最新研究表明,碳钠米管行为特性类似石棉,可能存在风险,必须进行风险
评估。(胡)
