石墨烯漿料分散機是用于將石墨烯粉末均勻分散在液體介質中的關鍵設備,其工作原理如下:
1.機械剪切與研磨:石墨烯漿料分散機的核心部件是高速旋轉的轉子與定子。當轉子高速旋轉時,會在定轉子間隙(通常為0.2-0.3mm)內產生強剪切力。這種剪切力能夠有效打開石墨烯團聚體,將其剝離為單層或多層結構,并均勻分散在液體中。部分設備還結合了液力旋渦空化技術,通過空泡崩潰產生的高溫高壓和微射流進一步促進石墨烯的分散。
2.多級分散設計:一些設備采用兩級模塊設計,在原有膠體磨基礎上增加了一級分散盤(均質盤或乳化盤)。第一級分散盤負責初步破碎和均質化,第二級膠體磨則進行精細研磨,從而確保石墨烯顆粒達到納米級均勻分布。
3.湍流與撞擊作用:在分散過程中,除了剪切力外,設備還會利用刀片或分散盤產生的湍流和撞擊作用,對石墨烯漿料進行處理。這種多重物理作用能有效避免顆粒重新團聚,提升分散穩定性。
石墨烯漿料分散機的測定步驟:
1.外觀檢測
-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,通過顯微鏡分析顆粒分布及團聚情況。
2.粒徑與分散性評價
-動態光散射(DLS):用于測定納米級顆粒的平均粒徑分布及團聚程度。
-Zeta電位測量:評估粒子表面電荷穩定性,絕對值越大表明分散體系越穩定。
-團聚指數與再分散性:結合離心或靜置實驗,量化分散穩定性及重新分散能力。
3.物理性能指標檢測
-細度檢測:使用細度計測量漿料中顆粒的細化程度。
-粘度檢測:通過粘度計確定漿料流動性,確保工藝適用性。
-固含量測定:利用固含量儀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構、界面結合狀態及團聚形態。