Нанотехнологии. Коммерческая реализация в процессе проработки

АО "ЗАВКОМ" - первое в Российской Федерации предприятие, освоившее промышленный выпуск многостенных углеродных нанотрубок, а также материалов на основе графена и родственных структур.

Таунит М
alt
alt
alt
alt
alt
alt

Описание

Углеродные нанотрубки и графен, открытые в 90х годах двадцатого века и в первом десятилетии текущего столетия соответственно, являются уникальными структурами, обладающими удивительными свойствами: высокая прочность, в сочетании с рекордной электро- и теплопроводностью, способность поглощать и удерживать различные загрязнители и др.

Углеродные нанотрубки представляют собой квазиодномерные, наномасштабные, нитевидные образования поликристаллического графита цилиндрической формы с внутренним каналом.

Графен и графеновые нанопластинки – это двумерные структуры, состоящие из двух или нескольких слоев атомов углерода толщиной до 5 нм.

На сегодняшний день предприятие освоило не только выпуск многостенных углеродных нанотрубок и графеновых нанопластинок, но и большое разнообразие их функционализированных форм, адаптированных к конкретным приложениям. Также предприятие разрабатывает, производит и реализует пилотное оборудование для реализации процессов синтеза углеродных наноструктур. Так в 2008 - 2010 годах реакторы синтеза углеродных нанотрубок были поставлены в Японию, Чехию, Германию и Украину.

Качество и безопасность нанотехнологической продукции, производимой АО «ЗАВКОМ», подтверждается сертификатами системы «Наносертифика», а УНТ серии «Таунит» и графеновые нанопластинки «Таунит-ГМ» отмечены знаком «Российская нанотехнологическая продукция».

 

АО «ЗАВКОМ» производит следующие виды нанотехнологической продукции:

 

Многостенные углеродные нанотрубки серии "Таунит"

Характеристики

Таунит

Таунит-М

Таунит-МД

Внешний диаметр, нм

20-50

10-30

8-30

Внутренний диаметр, нм

10-20

5-15

5-15

Длина, мкм

≥2

≥2

≥20

Общее количество примесей, %

общее

после отчистки

 

 

 ≤10

≤1

 

 

 ≤5

≤1

 

 

 ≤5

≤1

Удельная поверхность, м2

≥90

≥270

≥270

Насыпная плотность, г/см3

0.3-0.6

0.025-0.06

0.025-0.06

Термостойкость, °С

до 600

до 600

до 600

 

 Графеновые нанопластинки "Таунит-ГМ"

Параметр

Таунит-ГМ (Многослойный)

Таунит-ГМ (Малослойные)

Число графеновых слоев

15 - 25

 

3 - 5

 

Толщина нанопластин, нм

6 - 8

 

1 - 3

 

Размер нанопластин в плоскости, мкм

2 - 10

2 - 10

 

Содержание нанопластин, %масс.

4 - 7

 

12 - 16

 

Содержание кислорода по отношению к углероду, %масс.

9 - 13

 

9 - 13

 

Содержание серы, %масс.

 

≤0,7

≤0,7

 

Удельный коэффициент поглощения, л/(г·см)

30 - 33

 

58 - 63

 

  

Оксид графена (ОГ) – частицы графена с присоединёнными по краям и внутри углеродной сетки кислородсодержащими функциональными группами.

Товарными формами ОГ являются: водная дисперсия с содержанием воздушно-сухого ОГ равным 1%; сухой ОГ в виде пленок; аэрогель ОГ лиофильной сушки. Товарными формами модифицированных видов ОГ являются дисперсии, пасты и аэрогели.

Свойства оксида графена: густая жидкость тёмно-коричневого цвета, pH – 4-6, запах – отсутствует, латеральный размер частиц: 1-10 мкм, содержание минеральных примесей – 0,3 % (от сухого вещества).В чистой воде дисперсии устойчивы, в присутствии электролитов коагулируют.

 

Микро- и мезопористые углеродные наноструктуры

Углеродные материалы с развитой поверхностью и размером пор в диапазоне от микро до мезопор для создания эффективных адсорбентов и электродных материалов химических источников тока.

 

Параметры некоторых производимых материалов:

 

Характеристики

Марка А

Марка Б

Площадь поверхность по БЭТ, м2

2400-2600

1600-2400

Размер пор (диапазон) по DFT,nm

1-10

1-16

Удельный объем пор по DFT, см3

2,0-2,2

1,6-2,0

Содержание углеродных нанотрубок, масс%

15-20

25-35

 

Продукты на основе многостенных углеродных нанотрубок:

- карбоксилированные углеродные нанотрубки (КУНТ) (0,1-1,0 ммоль/г COOH – групп);

- олеофильные углеродные нанотрубки, модифицированные остатками жирных кислот (стеаратом титана) (Ti-УНТ) (модифицированные остатками жирных кислот, до 15 масс%);

- гидрофильные углеродные нанотрубки (ГФУНТ) (растворимые в воде (до 0,2%), в диметилацетамиде (до 0,5%));

- нанотрубки, покрыте полианилином (содержание полианилина 20-90 масс%) (ПАНИ-УНТ);

- суперконцентрат углеродных нанотрубок в эпоксидных и/или фенолформальдегидных смолах (ЭФ-УНТ), содержание нанотрубок до 10 % масс.

- суперконцентрат углеродных нанотрубок в полиэтилене (ПЭ-УНТ), содержание нанотрубок до 10 % масс.

 

- суперконцентрат углеродных нанотрубок в полипропилене (ПП-УНТ), содержание нанотрубок до 10 % масс.

- суперконцентрат углеродных нанотрубок в полиамиде (ПА-УНТ), содержание нанотрубок до 10 % масс.

- амидированные углеродные нанотрубки (0,1-0,6 ммоль/г CONH2 – групп).

 АО «ЗАВКОМ» предлагает услуги по разработке и изготовлению нестандартных рецептур продуктов на основе различных форм углеродных наноматериалов по техническому заданию заказчика, а также разработку технологии и аппаратной реализации процессов получения таких продуктов.

 

Ti-УНТ 

Внешний вид – гранулы черного цвета.

Область применения.

Ti-УНТ используется: В качестве полифункциональных модификаторов конструкционных и функциональных композитов, совместимых с неполярными и малополярными полимерами (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полихлорвинил) и компонентами индустриальных масел и смазочных материалов.

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Наружный диаметр гранул

мм

не более 6

Массовое содержание Тi-УНТ в гранулах

%

не менее 40

Массовое содержание химически привитых к поверхности УНТ титан-стеаратных групп

%, масс.

не менее 50

Образование стабильных коллоидных растворов в индустриальном масле И20А с концентрацией

%

не более 0,25

Диаметр пятна износа при испытании на ЧМТ (четырех шариковая машина трения), при введении не более 1% Ti-УНТ в И20А

мм

не более 0,65

 

 

ГФУНТ 

Внешний вид – паста черного цвета.

Использование в качестве полифункционального модификатора конструк-ционных и функциональных композитов на основе водных сред: 

  • добавки в водорастворимые и водоэмульсионные композиции клеи, краски, покрытия различного назначения, водорастворимые полимеры с целью повышения их эксплуатационных свойств (адгезии, прочности, морозостойкости, УФ-стойкости, термостойкости, огнестойкости, трещиностойкости, антистатических свойств, электропроводности);
  • добавки для бетонных растворов, ускоряющие набор прочности.

     

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Наружный диаметр ГФУНТ

нм

не более 50

Содержание УНТ в гранулах

%

не менее 40

Содержание химически привитых к поверхности УНТ кислородсодержащих групп (от массы исходных УНТ)

%, масс.

не менее 10

Повышение предела прочности при сжатии бетона в возрасте 3 суток

%

не менее 25

Повышение предела прочности при сжатии бетона в возрасте 7 суток

мм

не менее 20

 

 

КУНТ 

Внешний вид – сыпучий порошок черного цвета или паста черного цвета.

Области применения КУНТ:

  • добавка в полярные растворители для создания устойчивых дисперсий УНТ, используемых при пропитке пористых материалов с целью нанесения равномерного слоя УНТ (сорбенты, катализаторы);
  • добавка в эпоксидные композиционные материалы с целью улучшения термостойкости, механических, электро- и теплопроводящих, радиоэкранирующих свойств

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Содержание привитых карбоксильных групп

от массы исходных УНТ

%, масс.

От 0,5 до 10

Наружный диаметр отдельных КУНТ

нм

не более 50

Образование стабильных коллоидных растворов в диметилацетамиде, N-метилпирролидоне с концентрацией

%, масс.

не более 0,5

Увеличение прочностных характеристик эпоксидных композиционных материалов при введении не более 1% КУНТ

%, масс.

не менее чем на 10

 

 

ПАНИ–УНТ 

Внешний вид – Гранулы или порошок темно-зеленого или черного цвета

Области применения

Продукт «ПАНИ-УНТ» предназначен в качестве:

  • материала для изготовления электродов суперконденсаторов, катодов электрохимических источников тока;
  • материала для изготовления сорбентов вирусов и бактерий;
  • добавки к полимерным материалам, на основе которых изготавливают радиоэкранирующие покрытия. 

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Массовое содержание УНТ в композите

%, масс.

не более 80

Удельная поверхность композита

м2

не мене 100

Удельное электрическое сопротивление

Ом∙см

не более 10

Удельная электрическая емкость

Ф/г

не менее 100

Термическая стабильность

оС

не менее 300

 

 

«ПА-УНТ»

Внешний вид – гранулы черного цвета цилиндрической или сферической формы.

 Области применения ПА-УНТ:

Продукт «ПА-УНТ» предназначен в качестве добавки в композиции на основе полиамидов: полиамид-6, полиамид-66, группы материалов серии «Арамид» с с целью повышения их эксплуатационных свойств (механической прочности к статическим и динамическим нагрузкам, морозостойкости, УФ-стойкости, термостойкости, огнестойкости, трещиностойкости, антистатических свойств, электропроводности).

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Размер гранул

мм

2-6

Содержание УНТ

%, масс.

не менее 10

Индекс текучести расплава (ПТР)

г/10 мин

0,3-2

Содержание влаги и летучих компонентов

%, масс.

не более 0,1

Удельное электрическое сопротивление

Ом∙м

не более 100

Термическая стабильность

оС

не менее 100

Повышение механической прочности при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

Морозостойкость

оС

не менее миннус 50

Повышение УФ-стабильности при введении 1 % УНТ

%

не менее чем на 15

Повышение трещиностойкости при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

 

 

«ПП-УНТ» 

Внешний вид – гранулы черного цвета цилиндрической или сферической формы. 

Области применения ПП-УНТ:

  • добавка в композиции на основе термопластичных полиолефинов, в первую очередь полипропилена (ПП) для автомобильной промышленности с целью повышения их эксплуатационных свойств (механической прочности к статическим и динамическим нагрузкам, морозостойкости, УФ-стойкости, термостойкости, огнестойкости, трещиностойкости, антистатических свойств, электропроводности). 

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Размер гранул

мм

2-6

Содержание УНТ

%, масс.

не менее 10

Индекс текучести расплава (ПТР)

г/10 мин

0,3-2

Содержание влаги и летучих компонентов

%, масс.

не более 0,1

Теплопроводность

Вт/(м∙К)

не менее 0,2

Удельное электрическое сопротивление

Ом∙м

не более 100

Термическая стабильность

оС

не менее 100

Повышение механической прочности при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

Морозостойкость

оС

не менее миннус 50

Повышение УФ-стабильности при введении 1 % УНТ

%

не менее чем на 15

Повышение трещиностойкости при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

 

 

«ПЭ-УНТ» 

Внешний вид – гранулы черного цвета цилиндрической или сферической формы 

Области применения ПЭ-УНТ:

  • добавка в композиции на основе термопластичных полиолефинов, в первую очередь полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с целью повышения эксплуатационных свойств (механической прочности к статическим и динамическим нагрузкам, морозостойкости, УФ-стойкости, термостойкости, огнестойкости, трещиностойкости, антистатических свойств, электропроводности). 

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Размер гранул

мм

2-6

Содержание УНТ

%, масс.

не менее 10

Индекс текучести расплава (ПТР)

г/10 мин

0,3-2

Содержание влаги и летучих компонентов

%, масс.

не более 0,1

Теплопроводность

Вт/(м∙К)

не менее 0,2

Удельное электрическое сопротивление

Ом∙м

не более 100

Термическая стабильность

оС

не менее 100

Повышение механической прочности при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

Морозостойкость

оС

не менее миннус 50

Повышение УФ-стабильности при введении 1 % УНТ

%

не менее чем на 15

Повышение трещиностойкости при введении 1% УНТ

%

не менее чем на 15

 

 

«ЭФ-УНТ» 

Внешний вид – паста черного цвета. 

Области применения ЭФ-УНТ:

  • Использование в качестве полифункциональных модификаторов конструкционных и функциональных полимерных композитов на основе реактопластов: добавки в композиции – связующие, клеи, краски, покрытия различного назначения с целью повышения их эксплуатационных свойств (адгезии, прочности, морозостойкости, УФ-стойкости, термостойкости, огнестойкости, трещиностойкости, антистатических свойств, электропроводности). 

 

Основные характеристики 

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение

Внешний вид

цвет

Паста черного цвета

Содержание УНТ

%

не мене 10

Повышение прочностных характеристик эпоксидных композиционных материалов, при введении ЭФ-УНТ в количестве не более 1% в расчете на углеродные нанотрубки

%, масс.

не менее чем на 10

 

Документы

Сертификаты

Контакты
Руководитель
Осипов Алексей Александрович
Должность
Начальник цеха полифункциональных углеродных наноматериалов и суперконцентратов на их основе