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微射流均質(zhì)機在單壁碳納米管的分散應(yīng)用

來源:諾澤流體科技(上海)有限公司   2024年04月25日 15:24  

微射流均質(zhì)機在單壁碳納米管的分散應(yīng)用

實驗背景

單壁碳納米管(SWCNT或SWNT),全部由碳原子構(gòu)成,幾何結(jié)構(gòu)可以視為由單層石墨烯卷曲而成,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),因此單壁碳納米管具有優(yōu)異的電子、機械、力學(xué)等性能。

可以提高材料強度并增強導(dǎo)電性,在電池、復(fù)合材料、涂料、彈性體和塑料工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

與傳統(tǒng)添加劑,如多壁碳納米管、碳纖維和大多數(shù)類型的炭黑相比,非常少的單壁碳納米管的添加量,即可顯著改善材料的性能。

a石墨烯納米帶;b單臂碳納米管;c多臂碳納米管
a石墨烯納米帶;b單臂碳納米管;c多臂碳納米管

實驗對象

單臂碳納米管漿料(單臂碳納米管、分散劑、水等)

實驗儀器

  • 高速剪切機
  • Mini型微射流均質(zhì)機
  • 冷水機

實驗難點

單壁碳納米管之間很強的范德華作用力(~500eV/µm)和大的長徑比(>1000),極難分散,采用合適的分散設(shè)備和分散壓力,在分散均一的同時,盡可能的保持較大的長徑比。

實驗?zāi)康?/span>

均勻分散,改善流動性,降低粘度,在分散的均勻的同時,保持較好的長徑比

實驗工藝

1.采用Nano型微射流均質(zhì)機,D8/D5噴嘴,控溫15℃,100ml樣品,15000ps20000psi、25000psi分別3/6/9次取樣

2.采用Mini型微射流均質(zhì)機,D8噴嘴,控溫15℃,15kg漿料,10000psi 1次,20000psi,3/6/9取樣

實驗結(jié)果

1、均質(zhì)前粘稠,掛壁嚴(yán)重,經(jīng)過分散后流動性改善,在玻璃燒杯上不掛壁。隨著均質(zhì)次數(shù)的增加,分散效果明顯,流動性改善,掛壁效果改善。

均質(zhì)前后對比圖
均質(zhì)前后對比圖

均質(zhì)前后的物料流動性對比

Nano型均質(zhì)前
Nano型均質(zhì)后
Mini型均質(zhì)前
Mini型均質(zhì)前
Mini型均質(zhì)后

實驗小結(jié)

  • 本次測試使用兩種型號的NOOZLE微射流均質(zhì)機,包括小試型Nano和中試型Mini,從小試型Nano的參數(shù)摸索到中試型Mini的參數(shù)放大都可以重現(xiàn),達(dá)到客戶預(yù)期效果。

  • 噴嘴的孔徑越小,在相同壓力、相同次數(shù)下,分散效果更好,長徑比也會越小。

  • 相同的噴嘴孔徑,均質(zhì)壓力越高,均質(zhì)次數(shù)越多,分散效果越好,需要根據(jù)單壁碳管的固含量,最終用途等篩選合適的均質(zhì)壓力和次數(shù)。

微射流均質(zhì)機的產(chǎn)業(yè)化設(shè)備

設(shè)備性能指標(biāo)

 

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