直接剝離法石墨烯研磨分散機是研磨:利用剪切力(shear force)、摩擦力或沖擊力(impactforce)將粉體由大顆粒粉碎剝離成小顆粒。
分散:納米粉體被其所添加溶劑、助劑、分散劑、樹脂等包覆住,以便達到顆粒*被分離(separating)、潤濕(wetting)、分布(distributing)均勻及穩定(stabilization)目的。
石墨烯制造方法 目前石墨烯的主要制備方法包括物理方法和化學方法兩種。物理方法通常是以廉價的石墨或膨脹石墨為原料, 通過微機械剝離法、液相或氣相直接剝離法來制備單層或多層石墨烯。而化學方法主要有化學氣相沉積(CVD)、外延生長法、氧化還原石墨法等,各種方法都具有一定的優缺點,高效大規模制備石墨烯的生產方式仍在探索之中。
通常直接把石墨或膨脹石墨(EG)(一般通過快速升溫至1000℃以上把表面含氧基團除去來獲取)加在某種有機溶劑或水中, 借助超聲波、加熱或氣流的作用制備一定濃度的單層或多層石墨烯溶液。Coleman等參照液相剝離碳納米管的方式將石墨分散在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中, 超聲1h后單層石墨烯的產率為1%[16], 而長時間的超聲(462h)可使石墨烯濃度高達1.2mg/mL, 單層石墨烯的產率也提高到4%[17]。 他們的研究表明, 當溶劑的表面能與石墨烯相匹配時, 溶劑與石墨烯之間的相互作用可以平衡剝離石墨烯所需的能量, 而能夠較好地剝離石墨烯的溶劑表面張力范圍為40~50mJ/m²;Hamilton 等[18]把石墨直接分散在鄰二氯苯(表面張力: 36.6mJ/m²)中, 超聲、離心后制備了大塊狀(100~500nm)的單層石墨烯;Drzal 等[19]利用液−液界面自組裝在三氯甲烷中制備了表面高度疏水、高電導率和透明度較好的單層石墨烯。為提高石墨烯的產率, zui近Hou 等發展了一種稱為溶劑熱插層(solvothermal-asssisted exfoliation)制備石墨烯的新方法(圖2-5),該法是以EG為原料, 利用強極性有機溶劑乙腈與石墨烯片的雙偶極誘導作用(dipoleinduceddipole interaction)來剝離、分散石墨, 使石墨烯的總產率提高到10%~12%。同時, 為增加石墨烯溶液的穩定性, 人們往往在液相剝離石墨片層過程中加入一些穩定劑以防止石墨烯因片層間的范德華力而重新聚集。
該方法因以廉價的石墨或膨脹石墨為原料, 制備過程不涉及化學變化,液相或氣相直接剝離法制備石墨烯具有成本低、操作簡單、產品質量高等優點, 但也存在單層石墨烯產率不高、片層團聚嚴重、需進一步脫去穩定劑等缺陷。
石墨烯研磨分散機
當前相對成熟的技術分別是,以氧化還原和液相插層為代表的大規模粉體,和以化學氣相沉積為代表的大面積薄膜。兩者生產工藝*不同,而產品應用領域也基本不重疊。前者通常以重量來計,可達公斤至噸級,產品剝離效率高、比表面積大、成本低,但缺陷多、可控性差,一般用作鋰電池和超級電容器電極導電填料,或用于塑料、油墨、涂料、金屬和陶瓷等多種基體的增強或功能填料,形成納米復合材料。而后者通常以面積來計量,依托其高透光率和面向電導率,通常作為透明電極用于觸摸屏和光伏等領域。
但是。當前主要瓶頸有兩點,一是低成本高品質石墨烯原料的規模化生產,二是石墨烯的商業化應用。有人可能覺得第 納米研磨分散機是由膠體一個已不是問題,因為已有多個十噸乃至百噸級產線投產,規模化看似已迎刃而解。事實真是如此嗎?除了產能,我認為更重要的是品質,因為原料的品質直接決定其應用屬性。對于實際應用,純度是否足夠高?批次穩定性如何?成本是否還有壓縮空間?生產過程可否更綠色?技術的進步永無止境,可靠的原料永遠是石墨烯產業化的基石。
石墨烯研磨分散機
在做納米粉體分散或研磨時,因為粉體尺度由大變小的過程中,范德華力及布朗運動現象逐漸明顯且重要。選擇適當助劑以避免粉體再次凝聚及選擇適當的研磨機來控制研磨漿料溫度以降低或避免布朗運動影響,是濕法研磨分散方法能否成功地得到納米級粉體研磨及分散關鍵技術。
磨,分散機組合而成的高科技產品。
*級由具有精細度遞升的多級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下,凹槽在每級都可以改變方向。
第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子(乳化頭)和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面,特別要引起注意的是:在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是轉子齒的排列,還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據以往的慣例,依據以前的經驗工作頭來滿足一個具體的應用。在大多數情況下,機器的構造是和具體應用相匹配的,因而它對制造出zui終產品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用。
CMD2000系列的線速度很高,剪切間隙非常小,這樣當物料經過的時候,形成的摩擦力就比較劇烈,結果就是通常所說的濕磨。定轉子被制成圓椎形,具有精細度遞升的多級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下,凹槽在每級都可以改變方向。高質量的表面拋光和結構材料,可以滿足不同行業的多種要求。
IKN石墨烯研磨設備采用德國XX的高速研磨分散技術,通過超高
轉速(zui高可達14000rpm)帶動超高精密的磨頭定轉子(通常配CM+8SF,定轉子間隙在0.2-0.3之間)使石墨烯漿料在設備的高線速度下形成湍流,在定轉子間隙里不斷的撞擊、破碎、研磨、分散、均質,從而得出超細的顆粒(當然也需要合適的分散劑做助劑)。綜合以上幾點可以得出理想的導電石墨烯漿料。
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