如何實(shí)現(xiàn)碳納米管的分散？
均勻分散碳納米管要滿足的必要條件主要有打散碳納米管團(tuán)聚體、簡(jiǎn)斷長(zhǎng)碳納米管、保持碳納米的分散狀態(tài)。具體分散方法有物理方法及化學(xué)方法兩大類(lèi)，物理分散方法主要有碾磨分散、球磨、超聲波等；化學(xué)分散法主要有添加表面活性劑、強(qiáng)酸強(qiáng)堿洗滌等；另外還可采用原位合成法制備碳納米管復(fù)合材料。
碳納米管，它是一種管狀的碳分子，管上每個(gè)碳原子采取sp2雜化，相互之間以碳-碳σ鍵結(jié)合起來(lái)，形成由六邊形組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)作為碳納米管的骨架。每個(gè)碳原子上未參與雜化的一對(duì)p電子相互之間形成跨越整個(gè)碳納米管的共軛π電子云。按照管子的層數(shù)不同，分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。管子的半徑方向非常細(xì)，只有納米尺度，幾萬(wàn)根碳納米管并起來(lái)也只有一根頭發(fā)絲寬，碳納米管的名稱(chēng)也因此而來(lái)。而在軸向則可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十到數(shù)百微米。
碳納米管溶液分散的難點(diǎn)是:碳納米管除具有一般納米粒子的尺寸效應(yīng)外，還具有力學(xué)強(qiáng)度大、柔韌性好、電導(dǎo)率高等獨(dú)特的性質(zhì)，成為聚合物復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體，在化工、機(jī)械、電子、航空、航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于碳納米管易聚集成束或纏繞，而且與其他納米粒子相比，其表面是相對(duì)“惰性”的，在常見(jiàn)的有機(jī)溶劑或聚合物材料中的分散度低，這*地制約了其廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)碳納米管的表面進(jìn)行改性已成為聚合物 /碳納米管復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)之一。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳納米管表面改性的研究主要是在其表面引入共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵基團(tuán)，例如采用表面化學(xué)反應(yīng)改性、表面活性劑改性等，或采用聚合物分子對(duì)碳納米管進(jìn)行包覆改性等方法.近年來(lái)。還提出了紫外線照射、 等離子射線改性等處理方法。 表面改性的碳納米管用于聚合物復(fù)合材料可以顯著改善材料的力學(xué)性能、 電性能和熱性能等。
碳納米管分散技術(shù)三要素：分散介質(zhì)、分散劑和分散設(shè)備
分散介質(zhì)
1、根據(jù)粘度不同，分散介質(zhì)分為高粘度、中粘度和低粘度三種。在低粘度介質(zhì)中，如水合有機(jī)溶劑，碳納米管易于分散。中粘度介質(zhì)如液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、液態(tài)硅橡膠等，高粘度介質(zhì)如溶態(tài)的塑料。
2、 此處介紹的碳納米管分散技術(shù)，針對(duì)中、低粘度分散介質(zhì)。
分散劑
1、分散劑的選擇，與分散介質(zhì)結(jié)構(gòu)、極性、溶度參數(shù)等密切相關(guān)。
2、分散劑的用量，與碳納米管比表面積和共價(jià)鍵修飾的功能基團(tuán)有關(guān)。
3、水性介質(zhì)中，推薦使用TNWDIS。強(qiáng)極性有機(jī)溶劑中，如醇、DMF、NMP，推薦使用TNADIS,中等極性有機(jī)溶劑如脂類(lèi)、液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、液態(tài)硅橡膠，推薦使用TNEDIS。
分散設(shè)備
一般采用IKN研磨分散機(jī)，上海IKN（依肯）機(jī)械設(shè)備有限公司專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)碳納米管漿料開(kāi)發(fā)的高剪切CMD2000系列研磨分散機(jī)適合大規(guī)模地分散碳納米管、中粘度介質(zhì)分散碳納米管。碳納米管漿料工作原理：是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)齒（或稱(chēng)為轉(zhuǎn)子）與相配的定齒（或稱(chēng)為定子）作相對(duì)的高速旋轉(zhuǎn)，被加工物料通過(guò)本身的重量或外部壓力（可由泵產(chǎn)生
