Graphen und Ruß sind beides Formen von Kohlenstoff, beide schwarz und beide als Additive im Einsatz. Damit endet die Ähnlichkeit auch schon weitgehend. Käufer nehmen manchmal an, ein „Graphen“-Produkt sei nur ein besserer Ruß oder die beiden seien austauschbar. Dieser Artikel erklärt, wie sie sich in der Struktur unterscheiden, wie sie jeweils hergestellt und wofür sie verwendet werden und warum kein Produkt von Graphene Integrations Ruß enthält. Einen verwandten Vergleich finden Sie unter Graphen vs. Graphit.
Struktur
Graphen
Graphen ist eine einzelne Lage von Kohlenstoffatomen in einem flachen hexagonalen Gitter. Es wurde 2004 erstmals isoliert und charakterisiert (Novoselov et al., Science). In Additiven wird es als dünne Plättchen aus einer bis wenigen Lagen verwendet, die im Verhältnis zu ihrer Dicke breit sind.
Ruß
Ruß besteht aus winzigen, annähernd kugelförmigen Kohlenstoffpartikeln, die zu Clustern, sogenannten Aggregaten, verschmolzen sind. Innerhalb jedes Partikels sind die Kohlenstofflagen im Vergleich zu Graphen klein und ungeordnet. Er wird durch teilweise Verbrennung oder thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen, etwa Öl oder Gas, unter kontrollierten Bedingungen hergestellt.
Die Form bestimmt das Verhalten
- Plättchen gegenüber Kugeln: Graphenplättchen sind flach und haben ein hohes Aspektverhältnis. Rußaggregate sind dreidimensionale Cluster.
- Barriere: Flache Plättchen in einem Film oder einer Matrix können den Weg für Gase und Flüssigkeiten verlängern. Kugeln tun das deutlich weniger.
- Netzwerke: Beide können in Polymeren leitfähige Netzwerke bilden. Plättchen können sich entlang von Linien oder Flächen berühren; Kugeln berühren sich in Punkten.
- Festigkeit: Graphen gehört als Einzelschicht gemessen zu den festesten Materialien (Lee et al., Science, 2008).
Wofür beide verwendet werden
Ruß ist ein ausgereiftes Massenmaterial. Er ist der klassische verstärkende Füllstoff in Gummi, ein Schwarzpigment in Druckfarben, Beschichtungen und Kunststoffen, ein UV-Stabilisator und ein Leitadditiv in Batterien. Durch seine lange Geschichte gibt es viel Rezepturwissen rund um ihn.
Graphen ist neuer. Es wird als Additiv in Schmierstoffen, Beschichtungen, Beton, Polymeren, Gummi, Kühlmitteln und Batterien erforscht und eingesetzt, wo seine flache Form, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit etwas beitragen sollen, das Ruß nicht leistet.
Kann Graphen Ruß ersetzen?
Manchmal werden beide zusammen verwendet, manchmal ergänzt Graphen eine reduzierte Rußmenge, und manchmal erfüllen sie völlig unterschiedliche Aufgaben. Die Antwort hängt von der Rezeptur ab. Deshalb sprechen unsere Produktseiten von Versuchen gegen Ihre Referenz statt von direktem Austausch. Unsere Leitfäden zu Batterieelektroden und zur Gummimischung erklären, wie man solche Vergleiche aufsetzt.
Warum unsere Produkte keinen Ruß enthalten
Wir stellen Graphen selbst in Charlotte, NC, her und mischen unseren Dispersionen keinen Ruß bei. Dafür gibt es drei Gründe:
- Klarheit: Wenn Sie unser Additiv testen, testen Sie Graphen und nicht eine Mischung, deren Wirkung von einem herkömmlichen Füllstoff stammen könnte.
- Ehrliche Kennzeichnung: Ein Produkt, das Graphen-Additiv heißt, sollte Graphen sein.
- Rezepturfreiheit: Wenn Sie bereits Ruß verwenden, bestimmen weiterhin Sie Menge und Typ.
Jedes Produkt ist außerdem zum Patent angemeldet (patent pending), in den USA hergestellt und wird vorgemischt in einem Träger geliefert, nie als Pulver.
So prüfen Sie, was Sie kaufen
- Fragen Sie den Lieferanten direkt, ob das Produkt Ruß oder Graphit enthält.
- Fordern Sie Charakterisierungsdaten an, etwa Raman-Spektren und Lagenzahl. Unser Artikel zu Graphen-Qualitätsspezifikationen erklärt, was diese bedeuten.
- Führen Sie einen Anwendungstest mit einer Referenz durch. Wenn das Ergebnis wie Ihr bisheriger Füllstoff aussieht, ist es das womöglich auch.
Handhabung und Staub
Ruß wird meist als feines Pulver oder als Granulat gehandhabt und ist in Werken berüchtigt für Staub und schwarze Rückstände. Graphenpulver können genauso schwierig sein. Das ist ein Grund, warum wir Graphen nie als Pulver verkaufen. Jedes Produkt wird vorgemischt in Wasser, Lösungsmittel, Harz oder Öl geliefert und daher wie jede andere flüssige Zutat zugegeben. Für viele Werke ist das unabhängig von der Leistung ein echter praktischer Unterschied.
Farbe
Beide Materialien sind schwarz und dunkeln eine Rezeptur ab. Wenn die Farbe Teil Ihrer Spezifikation ist, beziehen Sie sie in Ihren Versuch ein. Die Wirkung von Graphen auf den Farbton hängt von Füllgrad und Dispergierung ab, genau wie bei Ruß.
Sehen Sie sich unsere Graphen-Produkte an, lesen Sie über unsere Graphenproduktion oder fordern Sie ein Angebot, Muster oder ein technisches Datenblatt an.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Graphen und Ruß?
Graphen ist eine flache Schicht aus Kohlenstoffatomen; Ruß besteht aus Clustern winziger, annähernd kugelförmiger Kohlenstoffpartikel. Ihre Formen verleihen ihnen als Additive unterschiedliche Eigenschaften.
Enthalten Ihre Graphen-Produkte Ruß?
Nein. Keines unserer Produkte enthält Ruß.
Kann Graphen Ruß ersetzen?
Manchmal ergänzt oder ersetzt es ihn teilweise, manchmal erfüllt es eine andere Aufgabe. Das hängt von der Rezeptur ab und erfordert einen Versuch.
Wie prüfe ich, ob ein Graphen-Produkt echtes Graphen ist?
Fordern Sie Charakterisierungsdaten wie Raman-Spektren und Lagenzahl an und führen Sie einen Anwendungstest gegen eine Referenz durch.
Ist Graphen ein Pigment?
Es ist schwarz und dunkelt Produkte ab, aber wir liefern es als Leistungsadditiv und nicht als Pigment.
Warum ist es wichtig, dass ein Graphen-Additiv keinen Ruß enthält?
Wenn Sie es testen, stammt das Ergebnis vom Graphen und nicht von einem beigemischten herkömmlichen Füllstoff. Außerdem behalten Sie die Kontrolle über jeglichen Ruß in Ihrer eigenen Rezeptur.
Angebot, Muster oder technisches Datenblatt anfordern
Nennen Sie uns Ihr Material, die Eigenschaft, die Sie verbessern möchten, den verwendeten Träger (Wasser, Lösungsmittel, Harz oder Öl) und Ihre Mengen. Preise und Muster erhalten Sie nur auf Anfrage. Rufen Sie an unter 704-659-3682 oder fordern Sie ein Angebot, Muster oder ein technisches Datenblatt / SDB an.
