微射流均質機在單壁碳納米管的分散應用

實驗背景

單壁碳納米管（SWCNT或SWNT），全部由碳原子構成，幾何結構可以視為由單層石墨烯卷曲而成，結構決定性質，因此單壁碳納米管具有優異的電子、機械、力學等性能。

可以提高材料強度并增強導電性，在電池、復合材料、涂料、彈性體和塑料工業中得到廣泛應用。

與傳統添加劑，如多壁碳納米管、碳纖維和大多數類型的炭黑相比，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。

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。

實驗目的

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型微射流均質機，D8噴嘴，控溫15℃，15kg漿料，10000psi 1次，20000psi，3/6/9取樣

實驗結果

1、均質前粘稠，掛壁嚴重，經過分散后流動性改善，在玻璃燒杯上不掛壁。隨著均質次數的增加，分散效果明顯，流動性改善，掛壁效果改善。

均質前后的物料流動性對比

實驗小結

• 本次測試使用兩種型號的NOOZLE微射流均質機，包括小試型Nano和中試型Mini，從小試型Nano的參數摸索到中試型Mini的參數放大都可以重現，達到客戶預期效果。

• 噴嘴的孔徑越小，在相同壓力、相同次數下，分散效果更好，長徑比也會越小。

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

微射流均質機的產業化設備