实验背景
单壁碳纳米管(SWCNT或SWNT),全部由碳原子构成,几何结构可以视为由单层石墨烯卷曲而成,结构决定性质,因此单壁碳纳米管具有优异的电子、机械、力学等性能。
可以提高材料强度并增强导电性,在电池、复合材料、涂料、弹性体和塑料工业中得到广泛应用。
与传统添加剂,如多壁碳纳米管、碳纤维和大多数类型的炭黑相比,非常少的单壁碳纳米管的添加量,即可显著改善材料的性能。
![a石墨烯纳米带;b单臂碳纳米管;c多臂碳纳米管](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/e3d8bc28j00scj0sn001yd000ff006em.jpg)
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实验对象
单臂碳纳米管浆料(单臂碳纳米管、分散剂、水等)
实验仪器
- 高速剪切机
- Mini型微射流均质机
- 冷水机
![实验难点](http://cms-bucket.ws.126.net/2019/10/14/c66f41ca219849a987b74f5b496dd9db.png)
实验难点
单壁碳纳米管之间很强的范德华作用力(~500eV/µm)和大的长径比(>1000),极难分散,采用合适的分散设备和分散压力,在分散均一的同时,尽可能的保持较大的长径比。
实验目的
均匀分散,改善流动性,降低粘度,在分散的均匀的同时,保持较好的长径比
实验工艺
1.采用Nano型微射流均质机,D8/D5喷嘴,控温15℃,100ml样品,15000ps20000psi、25000psi分别3/6/9次取样
2.采用Mini型微射流均质机,D8喷嘴,控温15℃,15kg浆料,10000psi 1次,20000psi,3/6/9取样
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实验结果
1、均质前粘稠,挂壁严重,经过分散后流动性改善,在玻璃烧杯上不挂壁。随着均质次数的增加,分散效果明显,流动性改善,挂壁效果改善。
![均质前后的对比](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/43afd376j00scj0so0072d000en00azm.jpg)
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均质前后的物料流动性对比
![Nano型均质前](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/bb3aa354j00scj0so00f9d002bc0334m.jpg)
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![Nano型均质后](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/1d3dcb6aj00scj0so00fjd002bc0334m.jpg)
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![Mini型均质前](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/b983dd70j00scj0sp00ihd000f000k4m.jpg)
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![Mini型均质后](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/ac072defj00scj0so00dvd002bc0334m.jpg)
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实验小结
- 本次测试使用两种型号的NOOZLE微射流均质机,包括小试型Nano和中试型Mini,从小试型Nano的参数摸索到中试型Mini的参数放大都可以重现,达到客户预期效果。
- 喷嘴的孔径越小,在相同压力、相同次数下,分散效果更好,长径比也会越小。
- 相同的喷嘴孔径,均质压力越高,均质次数越多,分散效果越好,需要根据单壁碳管的固含量,最终用途等筛选合适的均质压力和次数。
![微射流均质机的产业化设备](http://cms-bucket.ws.126.net/2019/10/14/c66f41ca219849a987b74f5b496dd9db.png)
微射流均质机的产业化设备
![](http://dingyue.ws.126.net/2024/0426/a60018c0j00scj0so0033d000nf009dm.jpg)
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