石墨烯漿料分散機(jī)是用于將石墨烯粉末均勻分散在液體介質(zhì)中的關(guān)鍵設(shè)備,其工作原理如下:
1.機(jī)械剪切與研磨:石墨烯漿料分散機(jī)的核心部件是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)在定轉(zhuǎn)子間隙(通常為0.2-0.3mm)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)剪切力。這種剪切力能夠有效打開石墨烯團(tuán)聚體,將其剝離為單層或多層結(jié)構(gòu),并均勻分散在液體中。部分設(shè)備還結(jié)合了液力旋渦空化技術(shù),通過(guò)空泡崩潰產(chǎn)生的高溫高壓和微射流進(jìn)一步促進(jìn)石墨烯的分散。
2.多級(jí)分散設(shè)計(jì):一些設(shè)備采用兩級(jí)模塊設(shè)計(jì),在原有膠體磨基礎(chǔ)上增加了一級(jí)分散盤(均質(zhì)盤或乳化盤)。第一級(jí)分散盤負(fù)責(zé)初步破碎和均質(zhì)化,第二級(jí)膠體磨則進(jìn)行精細(xì)研磨,從而確保石墨烯顆粒達(dá)到納米級(jí)均勻分布。
3.湍流與撞擊作用:在分散過(guò)程中,除了剪切力外,設(shè)備還會(huì)利用刀片或分散盤產(chǎn)生的湍流和撞擊作用,對(duì)石墨烯漿料進(jìn)行處理。這種多重物理作用能有效避免顆粒重新團(tuán)聚,提升分散穩(wěn)定性。
石墨烯漿料分散機(jī)的測(cè)定步驟:
1.外觀檢測(cè)
-肉眼觀察:將漿料置于白色背景下,檢查顏色、透明度和均勻性。
-顯微鏡觀察:取少量漿料滴于載玻片上,通過(guò)顯微鏡分析顆粒分布及團(tuán)聚情況。
2.粒徑與分散性評(píng)價(jià)
-動(dòng)態(tài)光散射(DLS):用于測(cè)定納米級(jí)顆粒的平均粒徑分布及團(tuán)聚程度。
-Zeta電位測(cè)量:評(píng)估粒子表面電荷穩(wěn)定性,絕對(duì)值越大表明分散體系越穩(wěn)定。
-團(tuán)聚指數(shù)與再分散性:結(jié)合離心或靜置實(shí)驗(yàn),量化分散穩(wěn)定性及重新分散能力。
3.物理性能指標(biāo)檢測(cè)
-細(xì)度檢測(cè):使用細(xì)度計(jì)測(cè)量漿料中顆粒的細(xì)化程度。
-粘度檢測(cè):通過(guò)粘度計(jì)確定漿料流動(dòng)性,確保工藝適用性。
-固含量測(cè)定:利用固含量?jī)x分析漿料中有效成分比例。
4.微觀形貌分析
-采用電子顯微鏡或原子力顯微鏡觀察石墨烯片層結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合狀態(tài)及團(tuán)聚形態(tài)。