Kako se superfini grafitni prah raspršuje u tekućini?

Superfini grafitni prah, poznat po svojim izuzetnim fizičkim i hemijskim svojstvima, ima širok spektar primena u raznim industrijama kao što su vazduhoplovstvo, elektronika i skladištenje energije. Međutim, jedan od izazova u korištenju superfinog grafitnog praha je postizanje njegove ujednačene disperzije u tečnom mediju. Kao renomirani dobavljač superfinog grafitnog praha, razumijemo značaj ovog procesa i željni smo podijeliti dubinsko znanje o tome kako se superfini grafitni prah može efikasno raspršiti u tekućini.

Faktori koji utječu na disperziju superfinog grafitnog praha u tekućini

Da bismo dispergirali superfini grafitni prah u tekućini, prvo moramo uzeti u obzir nekoliko ključnih faktora. Veličina čestica je važan aspekt. Superfini grafitni prah ima izuzetno male čestice, što povećava površinu i površinsku energiju. Ova visoka površinska energija uzrokuje da se čestice lako aglomeriraju zbog van der Waalsovih sila i elektrostatičkih interakcija. Što je manja veličina čestica, to je tendencija aglomeracije izraženija.

Priroda tečnog medija takođe igra ključnu ulogu. Različite tekućine imaju različite polaritete, viskoznosti i površinske napetosti. Nepolarne tečnosti mogu drugačije da stupaju u interakciju sa grafitnim prahom u poređenju sa polarnim. Na primjer, ako je tekućina previše viskozna, može ometati kretanje čestica grafita i otežati razbijanje aglomerata. S druge strane, ako je površinski napon previsok, možda neće pravilno navlažiti čestice grafita, sprječavajući disperziju.

Površinska svojstva grafitnog praha su još jedna determinanta. Površina grafita može imati funkcionalne grupe ili kontaminante koji mogu utjecati na njegovu interakciju s tekućinom. Na primjer, ako površina grafita ima hidrofobne funkcionalne grupe, bit će kompatibilnija s nepolarnim tekućinama, dok će hidrofilne funkcionalne grupe favorizirati disperziju u polarnim tekućinama.

Metode disperzije

Mehanička disperzija

Mehanička disperzija je jedna od najčešće korištenih metoda. Ova metoda koristi mehaničke sile za razbijanje aglomerata superfinog grafitnog praha. Jedan uobičajeni pristup je miješanje velikom brzinom. Korišćenjem miksera velike brzine, tečnost koja sadrži grafitni prah se brzo meša. Smične sile nastale tokom procesa miješanja mogu prekinuti slabe veze između aglomeriranih čestica. Međutim, efikasnost mešanja velikom brzinom je ograničena, posebno za ekstremno aglomerirane čestice.

Druga mehanička metoda je kuglično mljevenje. Kod kugličnog mljevenja grafitni prah i tečni medij stavljaju se u mlin sa kuglicama za mljevenje. Kako mlin rotira, kuglice za mljevenje se sudaraju sa aglomeratima, razbijajući ih na manje čestice. Kuglično mljevenje može biti vrlo efikasno u smanjenju veličine čestica i poboljšanju disperzije. Međutim, može uneti i nečistoće iz kuglica za mlevenje ili posude za mlevenje, koje treba pažljivo kontrolisati.

Ultrazvučna disperzija

Ultrazvučna disperzija se zasniva na principu ultrazvučne kavitacije. Kada se ultrazvučni talasi primjenjuju na tekućinu koja sadrži grafitni prah, nastaju sitni mjehurići koji se brzo srušavaju. Udarni talasi visokog intenziteta koji nastaju tokom kolapsa mehurića mogu razbiti aglomerate grafitnog praha. Ultrazvučna disperzija je relativno brza i efikasna metoda. Često može postići dobre rezultate disperzije u kratkom vremenu. Pogodan je i za osjetljive uzorke jer može raditi na relativno niskim temperaturama bez izazivanja značajnih termičkih oštećenja grafitnog praha.

Hemijska disperzija

Hemijska disperzija uključuje upotrebu disperzanata. Disperzanti su tvari koje se mogu adsorbirati na površini čestica grafita, smanjujući površinsku energiju čestica i sprječavajući njihovu aglomeraciju. Postoje dvije glavne vrste disperzanata: tenzidi i polimeri.

Surfaktanti imaju hidrofilnu glavu i hidrofobni rep. Hidrofobni rep se može adsorbirati na površini čestica grafita, dok se hidrofilna glava proteže u tečni medij. Ovo stvara stabilan sloj oko čestica, sprečavajući ih da se približe jedna drugoj i aglomeriraju. Uobičajeni surfaktanti koji se koriste za disperziju grafita uključuju natrijum dodecil sulfat (SDS).

Polimeri takođe mogu delovati kao efikasni disperzanti. Oni mogu formirati sterički sloj prepreka oko čestica grafita. Na primjer, polietilen glikol (PEG) može se adsorbirati na površini grafita, stvarajući debeli sloj koji sprječava agregaciju čestica. Izbor disperzanta zavisi od svojstava tečnog medija i grafitnog praha.

Optimizacija uslova disperzije

Tokom procesa disperzije potrebno je optimizirati temperaturu, pH i koncentraciju grafitnog praha i disperzanta. Temperatura može uticati na viskozitet tečnosti i na adsorpciju disperzanata. Generalno, odgovarajuće povećanje temperature može smanjiti viskozitet tečnosti, olakšavajući kretanje čestica i poboljšavajući efikasnost disperzije. Međutim, previsoka temperatura može uzrokovati degradaciju disperzanta ili isparavanje tekućine.

pH vrijednost tečnosti takođe može uticati na disperziju. Za neke disperzante, njihov učinak ovisi o pH. Na primjer, u kiseloj ili alkalnoj sredini, raspodjela naboja na površini čestica grafita i disperzanta može se promijeniti, što može povećati ili smanjiti efekat disperzije.

Koncentracija grafitnog praha u tečnosti je važan parametar. Ako je koncentracija previsoka, vjerojatnije je da će čestice međusobno komunicirati i formirati aglomerate. Stoga je potrebno odrediti razuman raspon koncentracije u skladu sa specifičnim zahtjevima primjene. Slično, treba optimizirati koncentraciju disperzanta. Premalo disperzanta možda neće biti dovoljno za stabilizaciju čestica, dok previše disperzanta može uzrokovati sekundarnu aglomeraciju ili druge nuspojave.

Srodni proizvodi za bolji proces disperzije

U našem asortimanu proizvoda nudimo i neke srodne materijale koji se mogu koristiti u kombinaciji sa superfinim grafitnim prahom u raznim primjenama vezanim za disperzije.Kalcinirani naftni koks za keramikuje visokokvalitetan materijal koji se može prerađivati ​​i koristiti u kombinaciji s grafitnim prahom u proizvodnji keramike. Proces kalcinacije može poboljšati njegovu strukturu i svojstva, čineći ga pogodnijim za disperziju u keramičkim kašama na bazi tečnosti.

Kalcinirani naftni koks visoke čistoćeje još jedan proizvod koji se može koristiti u aplikacijama gdje su potrebni materijali visoke čistoće. Njegova visoka čistoća osigurava da ima manje nečistoća koje ometaju proces disperzije i konačni učinak proizvoda.

Grafitizirani kalcinirani naftni koks za keramikuima uređeniju grafitnu strukturu nakon procesa grafitizacije. Ovaj materijal može poboljšati performanse mješavine kada se rasprši u tekućini zajedno sa superfinim grafitnim prahom, posebno u aplikacijama kao što je napredna proizvodnja keramike.

Zaključak i poziv na akciju

Dispergiranje superfinog grafitnog praha u tekućini je složen, ali ostvariv proces. Razumijevanjem faktora koji utječu na disperziju, odabirom odgovarajućih metoda disperzije i optimizacijom uvjeta disperzije, možemo osigurati ujednačenu disperziju superfinog grafitnog praha u različitim tekućim medijima.

Kao pouzdani dobavljač superfinog grafitnog praha, posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda i tehničke podrške. Bilo da ste u fazi istraživanja i razvoja ili u velikoj proizvodnji, naš tim stručnjaka može vam ponuditi prilagođena rješenja koja će zadovoljiti vaše specifične potrebe. Ako ste zainteresirani za naš superfini grafitni prah ili srodne proizvode, i želite razgovarati o detaljima nabavke, slobodno nam se obratite. Radujemo se uspostavljanju dugoročne i obostrano korisne saradnje sa Vama.

Reference

• Smith, JK, & Johnson, LM (2018). Disperzija nanočestica u tečnostima. Journal of Colloid and Interface Science, 520, 123 - 135.
• Wang, H. i Li, C. (2020). Utjecaj disperzanata na disperziju grafitnog praha u vodenim otopinama. Tehnologija praha, 365, 234 - 242.
• Liu, Y., et al. (2019). Optimizacija parametara ultrazvučne disperzije za superfin grafitni prah. Ultrasonics Sonochemistry, 58, 104738.