技術(shù)文章
設(shè)備類型 | 工作原理簡述 | 分散性能(均勻性、穩(wěn)定性) | 能效(能耗/效率) | 適用場景與優(yōu)缺點(diǎn) |
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??超聲波分散機(jī)?? | 利用高頻超聲波產(chǎn)生空化效應(yīng),破壞團(tuán)聚體 | ????(小樣品優(yōu)異,大尺度略差) | ??(能耗高,聲能利用率低,易發(fā)熱) | 適合實(shí)驗(yàn)室小批量(<1L),對(duì)單壁/短CNT分散效果好;但放大困難,長時(shí)間運(yùn)行效率低,易損傷CNT。 |
??高壓均質(zhì)機(jī)?? | 物料通過極小間隙(如閥口)在高壓下高速剪切與碰撞,實(shí)現(xiàn)分散 | ????(均勻且穩(wěn)定,適合大批量) | ???(能耗中等偏高,但效率高) | 適合中大規(guī)模生產(chǎn),可連續(xù)操作;但設(shè)備成本高,對(duì)CNT長度可能有一定影響,需調(diào)壓控制。 |
??高速剪切分散機(jī)?? | 高速旋轉(zhuǎn)刀片或轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強(qiáng)烈剪切力,打散團(tuán)聚體 | ???(對(duì)短CNT效果好,長CNT易斷裂) | ???(能耗較低,但分散效率一般) | 適合中等粘度體系,設(shè)備便宜,操作簡單;但對(duì)高度團(tuán)聚的CNT分散不,需配合其他手段。 |
??珠磨機(jī)/砂磨機(jī)?? | 利用研磨介質(zhì)(如氧化鋯珠)在高速旋轉(zhuǎn)下撞擊和摩擦,實(shí)現(xiàn)超細(xì)分散 | ????(分散極細(xì),適合頑固團(tuán)聚體) | ??(能耗較高,珠子磨損可能污染) | 適合對(duì)分散要求工業(yè)應(yīng)用;但可能破壞CNT結(jié)構(gòu),需控制珠子尺寸與轉(zhuǎn)速,有污染風(fēng)險(xiǎn)。 |
??復(fù)合型設(shè)備?? | 組合超聲、剪切、均質(zhì)等多種方式,協(xié)同作用提高分散效率 | ?????(綜合性能,可控性強(qiáng)) | ????(綜合能效較好,但系統(tǒng)復(fù)雜) | 實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)使用,分散,但設(shè)備昂貴,系統(tǒng)控制復(fù)雜,適合對(duì)品質(zhì)要求的場景。 |
指標(biāo) | 超聲波 | 高壓均質(zhì) | 高速剪切 | 珠磨機(jī) | 復(fù)合型系統(tǒng) |
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??分散均勻性?? | 高(小樣) | 高 | 中-高 | 高 | 高 |
??CNT結(jié)構(gòu)完整性?? | 中等 | 中等 | 中(易斷) | 低(易損) | 中-高(可調(diào)) |
??處理量(可擴(kuò)展性)?? | 小 | 中-大 | 中 | 中-大 | 中-大 |
??能耗(單位處理量)?? | 高 | 中等偏高 | 中等 | 較高 | 中等偏高 |
??設(shè)備成本?? | 低-中 | 高 | 低-中 | 中-高 | 高 |
??操作難易度?? | 簡單 | 中等 | 簡單 | 中等 | 復(fù)雜 |
??適用CNT類型?? | 單壁/短管 | 單/多壁 | 多壁為主 | 多壁為主 | 全類型 |
應(yīng)用場景 | 推薦設(shè)備類型 | 原因 |
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??實(shí)驗(yàn)室小試、科研用途?? | 超聲波分散機(jī) / 高速剪切 | 成本低,操作簡便,適合初步分散實(shí)驗(yàn);如需更高性能可考慮組合設(shè)備。 |
??中試及批量生產(chǎn)?? | 高壓均質(zhì)機(jī) / 高速剪切 + 輔助 | 能效較高,適合連續(xù)生產(chǎn),設(shè)備相對(duì)成熟,能保持CNT一定結(jié)構(gòu)完整性。 |
??高粘度體系/高要求應(yīng)用?? | 珠磨機(jī) / 復(fù)合型系統(tǒng) | 分散效果,適合導(dǎo)電漿料、高性能復(fù)合材料等對(duì)均勻性要求的領(lǐng)域。 |
??追求均勻性與性能?? | 復(fù)合型系統(tǒng)(如超聲+均質(zhì)+剪切) | 各類機(jī)制互補(bǔ),分散最均勻穩(wěn)定,但投資與運(yùn)維成本高,適用于產(chǎn)品線。 |
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