如何实现碳纳米管的分散？

均匀分散碳纳米管要满足的必要条件主要有打散碳纳米管团聚体、简断长碳纳米管、保持碳纳米的分散状态。具体分散方法有物理方法及化学方法两大类，物理分散方法主要有碾磨分散、球磨、超声波等；化学分散法主要有添加表面活性剂、强酸强碱洗涤等；另外还可采用原位合成法制备碳纳米管复合材料。

碳纳米管，它是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。每个碳原子上未参与杂化的一对p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云。按照管子的层数不同，分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。管子的半径方向非常细，只有纳米尺度，几万根碳纳米管并起来也只有一根头发丝宽，碳纳米管的名称也因此而来。而在轴向则可长达数十到数百微米。

碳纳米管溶液分散的难点是:碳纳米管除具有一般纳米粒子的尺寸效应外，还具有力学强度大、柔韧性好、电导率高等独特的性质，成为聚合物复合材料理想的增强体，在化工、机械、电子、航空、航天等领域具有广泛的应用。但由于碳纳米管易聚集成束或缠绕，而且与其他纳米粒子相比，其表面是相对“惰性”的，在常见的有机溶剂或聚合物材料中的分散度低，这极大地制约了其广泛应用。因此，对碳纳米管的表面进行改性已成为聚合物 /碳纳米管复合材料的研究热点之一。目前，国内外对碳纳米管表面改性的研究主要是在其表面引入共价键和非共价键基团，例如采用表面化学反应改性、表面活性剂改性等，或采用聚合物分子对碳纳米管进行包覆改性等方法.近年来。还提出了紫外线照射、 等离子射线改性等处理方法。 表面改性的碳纳米管用于聚合物复合材料可以显著改善材料的力学性能、 电性能和热性能等。

碳纳米管分散技术三要素：分散介质、分散剂和分散设备

分散介质

1、根据粘度不同，分散介质分为高粘度、中粘度和低粘度三种。在低粘度介质中，如水合有机溶剂，碳纳米管易于分散。中粘度介质如液态环氧树脂、液态硅橡胶等，高粘度介质如溶态的塑料。

2、     此处介绍的碳纳米管分散技术，针对中、低粘度分散介质。

分散剂

1、分散剂的选择，与分散介质结构、极性、溶度参数等密切相关。

          2、分散剂的用量，与碳纳米管比表面积和共价键修饰的功能基团有关。

          3、水性介质中，推荐使用TNWDIS。强极性有机溶剂中，如醇、DMF、NMP，推荐使用TNADIS,中等极性有机溶剂如脂类、液态环氧树脂、液态硅橡胶，推荐使用TNEDIS。

  分散设备

    一般采用IKN研磨分散机，上海IKN（依肯）机械设备有限公司专门应对碳纳米管浆料开发的高剪切CMD2000系列研磨分散机适合大规模地分散碳纳米管、中粘度介质分散碳纳米管。碳纳米管浆料工作原理：是由电动机通过皮带传动带动转齿（或称为转子）与相配的定齿（或称为定子）作相对的高速旋转，被加工物料通过本身的重量或外部压力（可由泵产生）加压产生向下的螺旋冲击力，透过胶体磨定、转齿之间的间隙（间隙可调）时受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动等物理作用，使物料被有效地乳化、分散和粉碎，达到物料超细粉碎及乳化的效果。

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研磨分散机的细化作用一般来说要弱于均质机，但它对物料的适应能力较强（如高粘度、大颗粒），所以在很多场合下，它用于均质机的前道或者用于高粘度的场合。在固态物质较多时也常常使用胶体磨进行细化。 

研磨式分散机是由锥体磨,分散机组合而成的高科技产品。

第yi级由具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下，凹槽在每级都可以改变方向。

第二级由转定子组成。分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。在线式的定子和转子（乳化头）和批次式机器的工作头设计的不同主要是因为 在对输送性的要求方面，特别要引起注意的是：在粗、中等、细和其他一些工作头类型之间的区别不光是指定转子齿的排列，还有一个很重要的区别是 不同工作头的几何学特征不一样。狭槽数、狭槽宽度以及其他几何学特征都能改变定子和转子工作头的不同功能。根据以往的惯例，依据以前的经验指定工作头来满 足一个具体的应用。在大多数情况下，机器的构造是和具体应用相匹配的，因而它对制造出zui终产品是很重要。当不确定一种工作头的构造是否满足预期的应用。