1. peatükk: Esiteks, mõistke: miks on süsiniknanotorupastat nii raske filtreerida?
Sõbrad, kes on töötanud liitiumaku katoodsussidega või juhtivate katetega, teavad, et CNT-d on tõeliselt suurepärase jõudlusega - hea elektrijuhtivuse, vähese lisatava koguse ja energiatiheduse suurendamise võime poolest. Kuid tootmisliinile sattudes, eriti filtreerimisetapi ajal, on see lihtsalt peavalu.
Tüüpilised sümptomid: äsja vahetatud 200-mešši filtriekraan, pärast vähem kui 50 kg pasta filtreerimist tõuseb manomeeter üle 0,3 MPa; filtriekraani vahetatakse rohkem kui kümme korda päevas; või see lihtsalt "purustub" otse ja pasta ei saa voolata.
On kolm algpõhjust:
CNT-de kuvasuhe on äärmiselt suur (tavaliselt 100-1000 või rohkem). Need on nagu hunnik mikronitasemel pehmeid ogasid, mis üksteisega põimudes moodustavad "linnupesa" kuju, jäädes kergesti filtriekraani pooridesse kinni.
Aglomeraate on raske täielikult lahti murda. Isegi pärast graanulite jahvatamist või suure-nihkejõuga dispersiooni jääb alles suur hulk kümnete mikromeetrite suurusi aglomeeritud CNT osakesi ja need kõvad tükid blokeerivad otse filtri poorid.
Pastasüsteemi viskoossus on kõrge. Eriti süsteemides, mis kasutavad lahustina NMP-d, kui tahke aine sisaldus on 15–20%, võib viskoossus ulatuda mitme tuhande sentipoisini, voolavus on halb ja isegi väike takistus põhjustab filtri kokkuvarisemise.
2. peatükk: Mida saab Shandong Tanfeng teid aidata?
Filtreerimise raskuse probleemi lahendamisel alahinnatakse sageli ülesvoolu CNT tootja tehnilist võimekust. Uurimis- ja arendustegevusega varustatud tarnija aitab teil vähendada allikast lähtuvat filtreerimiskoormust. Siin on mitu tähelepanuväärset eelise mõõdet:
Eelis 1: CNT-tooted, mida on kergem hajutada
Erinevate tootjate toodetud CNT-de hajutamise raskusaste on väga erinev. Head tootjad optimeerivad allikast:
Toru läbimõõdu ja toru pikkuse reguleerimine:Mitme-seinaga CNT-d (MWCNT) on kõvemad ja lühemad kui ühe-seinaga CNT-d (SWCNT), muutes filtreerimise suhteliselt lihtsamaks. Tänu katalüsaatorisüsteemi optimeerimisele CVD protsessis (nt raud/koobalt bimetallkatalüsaatorid) saab Shandong Tanfeng täpselt kontrollida toru läbimõõtu 1–2 nm piires ja toru pikkust kindlas vahemikus, vähendades liigset takerdumist.
Pinna funktsionaliseerimise töötlemine:Mõned juhtivad tootjad modifitseerivad CNT-de pinda, et parandada nende liidese ühilduvust lahustiga, muutes pasta pärast dispergeerumist stabiilsemaks ja vähem altid uuesti{0}}aglomeratsioonile.
Eel-dispergeeritud põhisegu:Eeldispergeeritud juhtiva pasta (8–10% CNT sisaldusega põhisegu) valimine vähendab filtreerimisraskusi suurusjärgu võrra võrreldes pulbri ostmise ja ise dispergeerimisega.
Eelis 2: pastavormide kohandamise võimalus
Professionaalsed CNT-tootjad mitte ainult ei müü pulbrit, vaid pakuvad ka toetavaid dispersioonilahendusi:
Dispergeerimissüsteem:Suure -jõudlusega dispergeerivate ainete (nagu polüvinüülpürrolidooni-põhised pinna modifikaatorid) väljatöötamine, et saavutada Zeta potentsiaali reguleerimise kaudu CNT-de ühtlane suspensioon ja pikaajaline stabiilsus orgaanilistes lahustites, vältides ladustamise ajal sekundaarset aglomeratsiooni.
Kindel sisu optimeerimine:Hea koostisega on võimalik saavutada kõrge tahke sisaldus 5–10% kontrollitava viskoossusega, võimaldades otsest kasutamist katmisprotsessides ilma liigse lahjendamiseta enne filtreerimist.
Eelis 3: patendi kogunemine lisandite eemaldamise tehnoloogias
Filtreerimisraskuste varjatud põhjus on pasta sisse segatud magnetiliste lisandite olemasolu, mis kiirendavad filtriekraani ummistumist. Tehniliselt võimekad tootjad kontrollivad lisandeid miinimumini enne tehasest lahkumist:
Shandong Tanfeng on välja töötanud integreeritud "magnetilise adsorptsiooni + filtreerimise" lisandite eemaldamise seadme, mis kasutab magnetiliste lisandite (nagu raud, koobalt ja muud katalüsaatorijäägid) adsorbeerimiseks magnetilisi vardaid ja seejärel filtrikomponente tahkete osakeste lisandite püüdmiseks, vähendades allikast tulenevat allavoolu filtreerimiskoormust.
Samuti on see välja töötanud elektromagnetiga filtriketta struktuuri, mis kasutab metallijääkide adsorbeerimiseks ja eemaldamiseks CNT-de mitte{0}}magnetilist olemust.
Eelis 4: kvaliteedikontrolli- ja testimistehnoloogia
Patenteeritud tehnoloogia in{0}}situ osakeste suuruse tuvastamiseks võimaldab kiiresti kindlaks teha, kas CNT-pasta dispersioon vastab standardile, tagades tehasest väljuvate toodete konsistentsi. See tähendab, et iga saadud pastapartii filtreerimisjõudlus on stabiilsem ega kõiguta hea ja halva vahel.
Ühes lauses:Tehniliste teadmistega CNT tarnija valimine lahendab tõhusalt poole filtreerimisprobleemist. Nad arvestavad toote kavandamise etapis järgnevat töödeldavust, mis võib oluliselt vähendada ekraani ummistumise sagedust teie tootmisliinil.
3. peatükk: 7 tõhusat meetodit filtreerimisraskuste lahendamiseks
1. meetod: sunnitud "de-aglomeratsioon" üks kord enne filtreerimist
Paljud tootjad eraldavad dispersiooni ja filtreerimise täielikult. Tegelikult installige võrgus suure-nihkejõuga emulgaator või ultraheliprotsessor (võimsus 2-3 kW, sagedus 20 kHz) järjestikku, enne kui filter saab salvestamise ajal uuesti aglomeerunud CNT-d uuesti avada. Pärast selle sammu lisamist pikendas kolmekomponentsete katoodmaterjalide tehas filtri ekraani eluiga 2 tunnilt 8 tunnini.
2. meetod: etapiviisiline filtreerimine, ärge proovige seda teha ühe sammuga
Ärge alustage otse 200-mešši ekraaniga. Õige lähenemine on järgmine:
Esimene etapp:30-silmaline roostevabast terasest jämefiltratsioon suurte lisandite ja ilmsete aglomeraatide eemaldamiseks.
Teine etapp:100-silma vahefiltreerimine.
Kolmas etapp:150-200 silma peenfiltreerimine.
Laske pastal iga etapi vahel puhver ja staatiline rõhk vabastada. Kui toode nõuab väga kõrget puhtust, kasutage viimases etapis 250-silma suurust, kuid meetod 3 tuleb siinkohal kooskõlastada.
3. meetod: rakendage kuumutamist ja segamist
Temperatuur:Kuumutage pasta temperatuurini 40-45 kraadi (NMP-süsteemil pole kõrge keemistemperatuuri tõttu probleeme; veepõhine süsteem ei tohiks ületada 50 kraadi). Viskoossus väheneb 30–40% ja filtriekraani läbimise kiirus suureneb oluliselt.
Segamine:Segage madalal{0}}kiirusel (30–60 p/min) filtri sisselaskeava esiotsas, et vältida CNT-de settimist kõvasse muda. Kui kasutate suletud survepaaki, lisage põhja magnetiliselt ühendatud segisti.
4. meetod: lülituge teist tüüpi filtreerimisseadmetele
Tavalised kottfiltrid või kassettfiltrid on oma olemuselt CNT-pasta suhtes "ebasõbralikud". Soovitatavad alternatiivid hõlmavad järgmist:
Vaakumtrummelfilter:Toetub vaakumimemisele. Pärast trumli pinnale moodustumist kraabitakse filtrikook automaatselt maha, nii et see ei ummistu pidevalt. Sobib pidevaks suuremahuliseks-tootmiseks.
Isepuhastuv-filter:Sellel on sisemine kaabits või tagasipesuseade, mis puhastab filtriekraani pinna automaatselt iga 10 minuti järel. Alginvesteering on suur, kuid kulu saab tööjõu- ja filtrikandjatelt tagasi kuue kuu jooksul.
Vibreeriv ekraanifilter:Rakendab filtriekraanile vertikaalset või horisontaalset vibratsiooni, mille tõttu võrguavadesse kinni jäänud CNT-d "raputavad" tagasi pasta sisse.
5. meetod: kohandage CNT-de morfoloogiat ise
Kui kõiki ülaltoodud meetodeid on proovitud ja need ikka ebaõnnestuvad, võib probleem peituda tooraines. Siinkohal peate rääkima oma CNT tarnijaga - ja uurima, kas saate lülituda lühema toru pikkuse ja väiksema kuvasuhtega partiile või osta otse eel-dispergeeritud pasta.
6. meetod: muutke "positiivse rõhuga filtreerimise" asemel "negatiivse rõhuga filtreerimiseks"
Positiivse rõhu all, mida suurem on diferentsiaalrõhk, seda tihedamalt CNT-d surutakse ja seda sügavamale need filtriekraani kinnituvad. Vaakumfiltreerimisele üle minnes (vaakumaste -0,06 kuni -0,08 MPa) imetakse pasta läbi filtrisõela väiksema nihkejõuga ning ummistumise kiirus aeglustub. Puuduseks on piiratud voolukiirus, mis sobib väikeste ja keskmiste partiide jaoks.
7. meetod: nõustuge "mittetäieliku filtreerimisega" ja optimeerige allavoolu
Mõned katmisprotsessid ei ole tundlikud CNT-pastas olevate kümnete mikromeetrite pehmete aglomeraatide suhtes (kuna kattevahe on tavaliselt üle 100 mikromeetri). Saate filtreerimise täpsust sobivalt lõdvendada kuni 120 võrgusilma, suurendades samal ajal metallist lisandite eemaldamist võrgus enne katmist (kasutades magnetvardaid või elektromagnetfiltreid). See tagab, et kattepea ei ummistuks, lahendades samal ajal filtreerimise ummistumise probleemi.
4. peatükk: tõeline juhtum: filtrite vahetamisest 15 korda päevas kuni 3 korrani
Eelmisel aastal aitasime juhtiva pasta lepingulisel tootjal Lõuna-Hiinas diagnoosi teha. Nende CNT-pastas (mitme-seinaga, tahke sisaldusega 12%, NMP-süsteem) kasutati 200-silma suurust filtrikassetti ja nad pidid seda vahetama 15–18 korda vahetuses, muutes pideva tootmise peaaegu võimatuks.
Tegime kolm muudatust:
Dispersioonipaagi väljalaskeavasse on lisatud-line suure-nihkejõuga emulgaator (enne filtrisse sisenemist lastakse üks kord läbi).
Üheastmeline 200-silmaline{0}}vahetatud 50-silmalise jämefiltratsiooni vastu → 120-silma → 200-silma.
Kuumuta pasta toatemperatuurilt 42 kraadini ja jätkas sisselaskeava segamist.
Kolm päeva hiljem langes filtrivahetussagedus 3 korda vahetuse kohta ja ühe partii filtreerimise aeg vähenes 4 tunnilt 1,5 tunnini. Kogumaksumus oli alla 20 000 RMB.
Lisamärkus:See tehas tegi hiljem veel ühe asja - nad vahetasid teise CNT tarnija ja valisid meid. Pärast pinna modifitseerimist oli esialgne dispersiooni olek parem ja filtreerimisrõhk langes veel umbes 30%. See kinnitab põhimõtet: protsesside optimeerimine ja tarneahela uuendamine peavad toimuma samaaegselt.
5. peatükk: Kokkuvõte ühes lauses
CNT juhtiva pasta filtreerimise raskus tuleneb sisuliselt kolme teguri superpositsioonist: "pikad kiud + aglomeratsioon + kõrge viskoossus". Ärge oodake, et kõik probleemid lahendaks üksainus ülipeen-filtriekraan. Selle asemel kasutage kombineeritud strateegiat "eeltöötlus aglomeraatide avamiseks, etapiviisiline filtreerimine koormuse jagamiseks, temperatuuri reguleerimine ja segamine viskoossuse vähendamiseks ning vajaduse korral seadmete tüübi muutmine".
Samal ajal ärge unustage, et õige tarnija valimine on parim protsessi optimeerimine. Tehniliselt võimekas CNT tootja võib säästa 80% järgnevatest filtreerimisprobleemidest toote projekteerimisetapis. Kui teie tootmisliin kannatab ekraani ummistumise tõttu, proovige kõigepealt valida 2–3 ülaltoodud 7 meetodist ja samal ajal rääkige oma tarnijaga tootevalikust. Tavaliselt peaksite nädala jooksul nägema olulist paranemist.