研磨分散機在碳納米管上應用

一、碳納米管分散技術三要素

二、分散劑用量推薦

三、碳納米管水分散劑（TNWDIS）概述

四、超聲波分散設備使用建議及分散實例

五、研磨分散設備使用建議

碳納米管分散技術三要素：分散介質、分散劑和分散設備

1、分散介質

（1）根據粘度不同，分散介質分為高粘度、中粘度和低粘度三種。在低粘度介質中，如水和有機溶劑，碳納米管易于分散。中粘度介質如液態環氧樹脂、液態硅橡膠等，高粘度介質如熔融態的塑料

（2）本PPT文件介紹的碳納米管分散技術，針對中、低粘度分散介質

2、分散劑

（1）分散劑的選擇，與分散介質的結構、極性、溶度參數等密切相關

（2）分散劑的用量，與碳納米管比表面積和共價鍵修飾的功能基團有關

（3）水性介質中，推薦使用TNWDIS。強極性有機溶劑中，如醇、DMF、NMP， 推薦使用TNADIS。中等極性有機溶劑如酯類、液態環氧樹脂、液態硅橡膠，推薦使用TNEDIS 

3、分散設備

（1）超聲波分散設備：非常適合實驗室規模、低粘度介質分散碳納米管，用于中、高粘度介質時會受到限制

（2）研磨分散設備：適合大規模地分散碳納米管、中粘度介質分散碳納米管

（3）采用“先研磨分散、后超聲波分散”組合方法，可以高效、穩定地分散碳納米管

分散劑用量推薦

1、碳納米管比表面積與分散劑用量

我們試劑級碳納米管分為單壁管（外徑＜2nm）和多壁管。多壁管根據外徑不同，分為TNM1（外徑＜8nm）、 TNM2 （外徑8-15nm）、 TNM3 （外徑10-20nm）、 TNM5 （外徑20-30nm）、 TNM7 （外徑30-50nm）、 TNM8 （外徑＞50nm）。隨著外徑的增加，碳納米管的比表面積減小
TNWDIS推薦用量：單壁管重量的3.5倍， TNM1 重量的1.0倍， TNM8 重量的0.2倍。其余用量參考調整

2、碳納米管功能化與分散劑用量

功能化后的碳納米管，更容易在水中分散。 通常，碳納米管羧基功能化后，分散劑的用量可以減少50%
TNWDIS推薦用量：羧基化單壁管重量的1.5-1.8倍， 羧基化TNM1 重量的0.5倍， 羧基化TNM8 重量的0.1倍

3、對于TNADIS， TNM8 的推薦用量是重量的0.2倍。對于TNEDIS, TNM8 的推薦用量是重量的1.2倍
其余碳納米管分散劑用量可以參照調整

碳納米管水分散劑（TNWDIS）概述

1、不含烷基酚聚氧乙烯醚 （APEO）的非離子表面活性劑，生態環保。歐洲國家自1976年起陸續制定了法規限制生產和使用APEO

2、含有芳香基團，特別適合制備碳納米管水分散液。芳香基團與碳納米管管壁親和性好，易于吸附在管壁

3、性能指標

活性物質含量：90%
水 分 含 量：10%
濁 點：68-70℃ 

碳納米管水分散劑（TNWDIS）結構


超聲波分散設備使用建議

1、超聲波粉碎機（tip型）和超聲波清洗機（bath型）都可以用于碳納米管分散

2、超聲波粉碎機發出的超聲波能量密度高（能量集中于變幅桿上而不是一個平面上）、頻率低，更適合碳納米管的分散。根據碳納米管分散液的量，選擇合適的超聲波粉碎機功率和變幅桿直徑

3、在水介質中，超聲波的空化作用會使TNWDIS產生少量泡沫，泡沫會影響超聲效果，可以選擇靜置或加入消泡劑，消除泡沫
粘度高的介質不適合選擇超聲波設備分散 ，建議選擇研磨分散設備

研磨式分散機是由膠體磨,分散機組合而成的高科技產品。

第一級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是指定轉子齒的排列，還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據以往的慣例，依據以前的經驗指定工作頭來滿足一個具體的應用。在大多數情況下，機器的構造是和具體應用相匹配的，因而它對制造出最終產品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用。

CMD2000系列的線速度很高，剪切間隙非常小，這樣當物料經過的時候，形成的摩擦力就比較劇烈，結果就是通常所說的濕磨。定轉子被制成圓椎形，具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。高質量的表面拋光和結構材料，可以滿足不同行業的多種要求。