Aplicação de homogeneizador de alta pressão em nanotubos de carbono

Breve introdução ao princípio do homogeneizador

Sob a ação do movimento recíproco do pistão, o material é transportado para um bloco de válvulas de tamanho ajustável, que é submetido a uma compressão extremamente forte. Ao passar pela fenda de restrição, ela atinge o anel de impacto da válvula de homogeneização a uma velocidade muito rápida. O efeito de cavitação, o efeito de impacto e o efeito de corte são gerados para dispersar uniformemente o material aglomerado para formar uma dispersão estável e uniforme.

Diagrama do princípio de funcionamento da válvula homogeneizadora

Nanotubos de carbono

Nanotubos de carbono são um novo tipo de material de carbono. Os nanotubos de carbono dispostos em forma hexagonal formam de várias a dez camadas de tubos coaxiais. A camada é mantida a uma distância fixa entre as camadas, cerca de 0,34 nm, e o diâmetro é geralmente de 2-20 nm.

Os nanotubos de carbono têm sido amplamente utilizados na modificação de plásticos, chips de micro-circuitos, blindagem eletrostática, eletrodos de baterias de lítio, etc., por seu excelente desempenho.

Seleção de Dispersantes:

Surfactantes de CNTs aparecem frequentemente na literatura são NaDDBS, SDS, Triton X-100. Experiências mostram que compostos com grupos aromáticos têm melhor capacidade de ligação a CNTs, maior capacidade de adsorção e melhor dispersão. efeito.

A escolha da dosagem de dispersante:

Para nanotubos de carbono de paredes múltiplas com grande diâmetro externo, a dosagem recomendada é de 10 a 15% para os nanotubos de carbono, e a quantidade de nanotubos de carbono com menor diâmetro externo é de 60 a 70%. Para tubos de parede única, a dosagem recomendada é 100-300. %.

Esta relação é apenas para referência. A dosagem específica tem uma ótima relação com a qualidade das matérias-primas. Na fase experimental, a dispersão dos nanotubos de carbono é geralmente preparada por equipamentos ultra-sônicos. Quando o volume da amostra aumenta, o tempo de operação das ondas ultra-sônicas é muito longo. Conducente ao piloto e produção. O equipamento de moagem não pode controlar adequadamente a temperatura da amostra, as condições de produção não podem ser controladas e é fácil causar diferenças de lote na qualidade do produto.

O dispositivo de dispersão de alta pressão é um dispositivo de fluxo contínuo, que pode ser resfriado na alimentação e descarga, pode controlar bem a temperatura e atingir a consistência das condições de produção. É a melhor escolha para o piloto de dispersão de nanotubos de carbono e equipamentos de produção.

Procedimento experimental:

1. Use o módulo de homogeneização de dois estágios, válvula de dispersão especial de material de carbono, trocador de calor de bobina externa, temperatura do chiller ajustada para 10 ° C

2. Depois de misturar a amostra, mexa com uma barra de agitação. Depois que o equipamento for limpo com solvente, inicie a operação de homogeneização, ajuste a pressão de dispersão para 500 bar, espere de 5 a 10 segundos e conecte a amostra homogeneizada ao béquer. Inicie um ciclo de baixa pressão

3. Alta pressão 1200bar dispersão de alta pressão duas vezes, preste atenção ao controle de temperatura

Fenômenos experimentais:

1. A amostra inicialmente agitada, os nanotubos de carbono são suspensos em um solvente

2. Após o pré-tratamento, os nanotubos de carbono são inicialmente dispersos em um solvente, e a viscosidade da amostra é aumentada.

3. Após o tratamento a alta pressão, a viscosidade da amostra é reduzida. Após o tratamento a alta pressão da solução aquosa ser repetido duas vezes, a amostra flui para baixo da parede do copo, sem partículas visíveis, boa fluidez, sem fixação na parede, sem precipitação.

De acordo com os resultados do teste, os nanotubos de carbono são inicialmente emaranhados, e as raízes individuais são dispersas na solução, a dispersibilidade é muito melhorada e a solução pode ser colocada de forma estável por um longo tempo sem delaminação.

A micrografia electrica do agente condutor composto est resumida: a dispers de homogeneizao a alta press muito adequada para a preparao da dispers de nanotubo de carbono (parede simples / parede mtipla). Tem boa adaptabilidade à viscosidade da pasta, homogeneizador e alta eficiência de dispersão. O processo é controlável e fácil de usar com outros equipamentos de reação, o que é uma boa escolha para a preparação de novos materiais.