碳納米管分散劑介紹和使用建議

一、碳納米管分散技術三要素

二、分散劑用量推薦

三、碳納米管水分散劑（TNWDIS）概述

四、超聲波分散設備使用建議及分散實例

五、研磨分散設備使用建議

碳納米管分散技術三要素：分散介質、分散劑和分散設備

1、分散介質

（1）根據粘度不同，分散介質分為高粘度、中粘度和低粘度三種。在低粘度介質中，如水和有機溶劑，碳納米管易于分散。中粘度介質如液態環氧樹脂、液態硅橡膠等，高粘度介質如熔融態的塑料。

（2）此處介紹的碳納米管分散技術，針對中、低粘度分散介質。

2、分散劑

（1）分散劑的選擇，與分散介質的結構、極性、溶度參數等密切相關。

（2）分散劑的用量，與碳納米管比表面積和共價鍵修飾的功能基團有關。

（3）水性介質中，推薦使用TNWDIS。強極性有機溶劑中，如醇、DMF、NMP， 推薦使用TNADIS。中等極性有機溶劑如酯類、液態環氧樹脂、液態硅橡膠，推薦使用TNEDIS 。

3、分散設備

（1）超聲波分散設備：非常適合實驗室規模、低粘度介質分散碳納米管，用于中、高粘度介質時會受到限制。

（2）研磨分散設備：適合大規模地分散碳納米管、中粘度介質分散碳納米管。

（3）采用“先研磨分散、后超聲波分散”組合方法，可以、穩定地分散碳納米管

分散劑用量推薦。

1、碳納米管比表面積與分散劑用量

我們試劑級碳納米管分為單壁管（外徑<2nm）和多壁管。多壁管根據外徑不同，分為TNM1（外徑50nm）。隨著外徑的增加，碳納米管的比表面積減小

TNWDIS推薦用量：單壁管重量的3.5倍， TNM1 重量的1.0倍， TNM8 重量的0.2倍。其余用量參考調整

2、碳納米管功能化與分散劑用量

功能化后的碳納米管，更容易在水中分散。 通常，碳納米管羧基功能化后，分散劑的用量可以減少50%

TNWDIS推薦用量：羧基化單壁管重量的1.5-1.8倍， 羧基化TNM1 重量的0.5倍， 羧基化TNM8 重量的0.1倍

3、對于TNADIS， TNM8 的推薦用量是重量的0.2倍。對于TNEDIS, TNM8 的推薦用量是重量的0.8倍

其余碳納米管分散劑用量可以參照調整

碳納米管水分散劑（TNWDIS）概述

1、不含烷基酚聚氧乙烯醚 （APEO）的非離子表面活性劑，生態環保。歐洲國家自1976年起陸續制定了法規限制生產和使用APEO

2、含有芳香基團，特別適合制備碳納米管水分散液。芳香基團與碳納米管管壁親和性好，易于吸附在管壁

3、性能指標

活性物質含量：90%

水 分 含 量：10%

濁 點：68-70℃

碳納米管水分散劑（TNWDIS）結構

超聲波分散設備使用建議

1、超聲波粉碎機（tip型）和超聲波清洗機（bath型）都可以用于碳納米管分散

2、超聲波粉碎機發出的超聲波能量密度高（能量集中于變幅桿上而不是一個平面上）、頻率低，更適合碳納米管的分散。根據碳納米管分散液的量，選擇合適的超聲波粉碎機功率和變幅桿直徑

3、在水介質中，超聲波的空化作用會使TNWDIS產生少量泡沫，泡沫會影響超聲效果，可以選擇靜置或加入消泡劑，消除泡沫

粘度高的介質不適合選擇超聲波設備分散 ，建議選擇研磨分散設備