工艺能够有效分散多壁碳纳米管(MWCNT)束利用湍流剪切力可将其解聚为分散在液体介质中的单个单元。
可有效分散碳纳米管束,研究表明,处理一个小时后,可获得平均长度为700 nm,平均直径为20 nm的单壁碳纳米管。
随着循环次数的增加,单壁碳纳米管的长度和直径随之减小,但当循环次数大于100时,单壁碳纳米管的直径可稳定在20 nm。
Azoubel、Magdassi和Zhang等人分别使用微射流均质机成功地制备了多壁碳纳米管和单壁碳纳米管的稳定水分散体。
Silvera-Batista等人在剪切速率为∼4000 s−1下获得了单壁碳纳米管的稳定分散体。
长纤维纠缠粘结状态碳纳米管壁上有很多缺陷,超高压微射流均质机利用高压力将物料通过微细的喷嘴或通道,形成高速流动。
这一过程中的物理作用力,如剪切力、冲击力和空穴效应,能够从缺陷处有效地打散CNTs的团聚体,从而获得均匀分散的纳米管悬浮液。
在超高压微射流均质机的作用下,CNTs可以被细化至纳米级粒径,且分布更加均匀,这对于提升其在复合材料中的增强作用、在电子设备中的导电性以及在能量存储设备中的电化学性能等方面至关重要。此外,均质过程中粒径的减小和分散性的增强也有助于提高CNTs的加工性能和应用范围。
超高压微射流均质机提供一个均质、稳定的物料处理平台,大大推进了CNTs及其他纳米材料在实际工业应用中的应用潜力和效能,尤其在提高产品的质量和性能方面发挥着重要作用。