碳納米管分散機 德國制造

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分散是至少兩種互不相溶或者難以相溶且不發生化學反應的物質的混合過程。工業分散的目標是在連續相中實現“令人滿意的”精細分布。

碳管分散自1991年日本科學家Iijima發現碳納米管以來[1]，由于其優良的電學、磁學力學等性能，在介電材料、電極材料、納米電子器件、復合材料等多方面等方面得到了廣泛的應用[2]。通過特殊的加工工藝將碳納米管填充到聚合物基體中來制備使用性能優良的介電材料、導電材料、吸波材料、電磁屏蔽材料等復合材料成為人們關注的熱點。由于碳納米管有比較大的長徑比和比表面積，在填充量很小的情況下，可以得到使用性能優良的聚合物/碳納米管復合材料。雖然碳納米管在高分子領域具有很大的應用前景，碳納米管的管與管之間具有很強的范德華力和非常高的長徑比[3]，因此碳納米管一般都呈束狀纏繞很難分開。CNTs 是既不溶于水又不溶于有機溶劑而懸浮液又易團聚的物質

碳管分散效果

分層是分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續相中上浮或下沉的結果。在忽略布朗運動效應的靜態條件下，可用Stokes 定律來描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定：

碳納米管分散機  德國制造式中

ρs -ρ為分散相與連續相的密度差，g 為重力加速度，d 為分散相顆粒直徑，μ為連續相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續相密度大，顆粒下沉，速度 V 為正值，反之，顆粒上浮，速度為負值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩定，就必須降低沉降速度，對于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因為只有當粒徑減至連續相液體分子大小時，顆粒才能穩定、均勻地分散在液體中不發生分離。

通過以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩定性，分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出，根據前人所做的大量研究發現，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變為次要的因素，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當顆粒直徑小于某一細小尺寸時，此時，顆粒的布朗運動效應就不能忽略了，所以由于細小顆粒的布朗運動，而使得顆粒之間產生激烈地碰撞。若不加穩定劑，這些情況都會導致顆粒團聚，對體系的穩定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據物料的特性與特點，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個較窄的尺寸范圍，并達到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩定。

影響分散乳化結果的因素有以下幾點

1 分散頭的形式（批次式和連續式）（連續式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）

5 循環次數（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。 
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60

    高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的。根據一些行業特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經分布更窄。由于能量密度*,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.

2、設備特點

⑴      ERS設備與傳統設備相比：

高效、節能

傳統設備需8小時的分散加工過程，ERS設備1小時左右完成，超細分散*，能耗*降低；

高速、高品質

傳統設備的攪拌轉速每分鐘幾十轉，帶分散功能的轉速每分鐘1500轉以內，只完成宏觀分散加工，超細分散能力極為有限；ERS設備的轉速每分鐘10000～15000轉之間，超高線速度產生的剪切力，瞬間超細分散漿料中的粉體。

碳管分散機   碳納米管分散機   成都有機所  

1 表中上限處理量是指介質為“水”的測定數據。

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