二、多壁碳納米管性質(zhì)及應(yīng)用
多壁碳納米管可以看成是不同管徑的單壁碳納米管套裝而成,少則2層多則達(dá)十多層,層距約為0.343nm,每層納米管式由碳原子通過SP2雜化與周圍3個(gè)碳原子完全鍵和后所構(gòu)成的六邊形平面組成的圓柱面,碳納米管直徑在幾納米到幾十納米之間,而長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)微米,具有較大的長(zhǎng)徑比。多壁碳納米管可用做催化劑材料、儲(chǔ)氫材料、復(fù)合增強(qiáng)材料、分子電子器件、特殊吸附材料等。
三、碳納米管分散技術(shù)三要素
碳納米管分散技術(shù)三要素:分散介質(zhì)、分散劑和分散設(shè)備
1、分散介質(zhì)
(1)根據(jù)粘度不同,分散介質(zhì)分為高粘度、中粘度和低粘度三種。在低粘度介質(zhì)中,如水和有機(jī)溶劑,碳納米管易于分散。中粘度介質(zhì)如液態(tài)環(huán)氧樹脂、液態(tài)硅橡膠等,高粘度介質(zhì)如熔融態(tài)的塑料。
(2)碳納米管分散技術(shù),針對(duì)中、低粘度分散介質(zhì)。
2、分散劑
(1)分散劑的選擇,與分散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、極性、溶度參數(shù)等密切相關(guān)。
(2)分散劑的用量,與碳納米管比表面積和共價(jià)鍵修飾的功能基團(tuán)有關(guān)。
(3)水性介質(zhì)中,推薦使用TNWDIS。強(qiáng)極性有機(jī)溶劑中,如醇、DMF、NMP, 推薦使用TNADIS。中等極性有機(jī)溶劑如酯類、液態(tài)環(huán)氧樹脂、液態(tài)硅橡膠,推薦使用TNEDIS 。
3、分散設(shè)備
(1)超聲波分散設(shè)備:非常適合實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、低粘度介質(zhì)分散碳納米管,用于中、高粘度介質(zhì)時(shí)會(huì)受到限制。
(2)研磨分散設(shè)備:適合大規(guī)模地分散碳納米管、中粘度介質(zhì)分散碳納米管。
(3)采用“先研磨分散、后超聲波分散”組合方法,可以高效、穩(wěn)定地分散碳納米管分散劑用量推薦。
四、碳納米管分散難點(diǎn)
碳納米管分散,其實(shí)也就是所謂的納米級(jí)物料的分散,在做納米粉體分散或研磨時(shí),因?yàn)榉垠w尺度由大變小的過程中,范德華力及布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象逐漸明顯且重要。選擇適當(dāng)助劑以避免粉體再次凝聚及選擇適當(dāng)?shù)难心C(jī)來控制研磨漿料溫度以降低或避免布朗運(yùn)動(dòng)影響,是濕法研磨分散方法能否成功地得到納米級(jí)粉體研磨及分散關(guān)鍵技術(shù)。多壁碳納米管漿料一般固含量為5%,隨著充分的分散,漿料的粘稠度及流動(dòng)性會(huì)逐漸變好。
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五、SGN多壁碳納米管漿料分散機(jī)特點(diǎn)
1、SGN研磨分散機(jī)的結(jié)構(gòu)為:第一級(jí)為膠體磨頭定轉(zhuǎn)子,第二級(jí)為分散盤定轉(zhuǎn)子;有利于碳納米管漿料的分散,先研磨后分散,避免物料的團(tuán)聚。
2、SGN研磨分散機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)14000rpm,線速度為44m/s,定轉(zhuǎn)子間隙為0.2-0.3mm,屬于超精細(xì)分散,高速剪切速率,分散后的碳納米管漿料更加均勻穩(wěn)定。
3、SGN研磨分散機(jī)應(yīng)對(duì)碳納米管漿料,機(jī)械密封采用合金環(huán),設(shè)備所有密封圈采用全氟橡膠;另外SGN研磨分散機(jī)更模塊都帶有夾套可進(jìn)行溫度控制,便于各種工藝的要求。