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