微射流均质机在单壁碳纳米管的分散应用

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。

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

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

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。

均质前后的物料流动性对比

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