分散剂提高石墨烯粉体的分散性在防腐涂料领域应用
石墨烯分散剂提高石墨烯粉体分散的原理
石墨烯分散剂提高石墨烯粉体分散的原理
石墨烯粉体粒径越小,表面积越大,表面能越高,配位严重不足,使它在浆料中更容易团聚,即使在研磨时候能做到分散,但是过后将再次团聚,因此湿法研磨分散能否成功得到纳米级的石墨烯粉体是研磨和分散技术的关键。
在石墨烯浆料处理分散性的问题,通过导入石墨烯分散剂,添加到浆料中,将粉体改性,表面形成一层有机包膜,包覆在粉体表面,而且石墨烯分散剂具有特殊的双亲基团,一端与粉体发生化学反应产品缔合,另一端朝外与树脂相互融合,达到分散、解聚还原到原生粒径,从而让石墨烯分散均匀分散到浆料中,而且包覆层是中性的,不受PH值的影响,而避免导致再次团聚。
为了让石墨烯粉体在浆料中充分分散,同时保证悬浮的稳定性,选用具有双亲基团的粉体分散剂作为石墨
烯粉体分散的助剂,双亲基团的原理一个基团被设计来接到纳米粉体表面,对粉体进行包覆,使纳米粉体表面
产生一个稳定相,以避免粉体之再凝聚产生;另一个基团的设计,是纳米级的石墨烯粉体与树脂相互融合,以
避免不兼容之现象发生。
经过实践证明,纳米微粒的分散性问题要从纳米粒子的生产环节去解决,在纳米石墨烯粒子表面进行改性,赋予粒子亲水或亲油╱疏水或疏油性质,以保障在水性或油性介质中具有某种程度的可溶性;另外,选择适当的纳米粒子表面改性剂以确保纳米粒子不能形成硬团聚,而只能以软团聚的形式存在,这样生产出来的石墨烯粉
体质量更高,能广泛应用于锂电池、油墨、还有涂料领域中。
石墨烯及其在涂料中的应用
石墨烯及其在涂料中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有极高的导电性、热导性和力学强度,因此在涂料行业中具有广泛的应用前景。
石墨烯在涂料中的应用主要体现在以下几个方面:1. 抗腐蚀性能:石墨烯涂料能够有效保护基材不受腐蚀。
由于石墨烯具有极高的导电性,可以形成一层致密的保护膜,阻隔外界的氧、水和其他腐蚀性物质的侵蚀,提高涂层的耐腐蚀性能。
2. 导电性能:石墨烯具有极高的导电性,可以用于制备导电涂料。
传统的防静电涂料通常含有金属颗粒,但这会导致涂层厚度增加,影响外观和性能。
而石墨烯涂料可以在涂层中加入少量的石墨烯颗粒,就能够显著提高涂层的导电性能,同时保持较薄的涂层厚度。
3. 热导性能:石墨烯具有极高的热导性,可以用于制备具有优异散热性能的涂料。
在一些特殊应用场景下,需要涂层能够快速将热量传导出去,以保护基材或提高设备的工作效率。
石墨烯涂料的热导性能可以满足这些需求,使涂层具有更好的散热性能。
4. 增强力学性能:石墨烯具有出色的力学强度,可以用于增强涂料的力学性能。
在一些需要涂层具有较高硬度、耐磨性和抗刮擦性能的场合,可以将石墨烯添加到涂料中,以提高涂层的力学性能。
5. 光学性能:石墨烯具有极高的光吸收率和光散射率,可以用于制备具有特殊光学效果的涂料。
例如,可以利用石墨烯的特殊光学性质制备出具有抗紫外线功能的涂料,用于户外建筑物的保护;还可以制备出具有特殊纹理和光泽效果的涂料,用于室内装饰。
石墨烯在涂料行业中具有广泛的应用前景。
通过将石墨烯添加到涂料中,可以改善涂料的抗腐蚀性能、导电性能、热导性能、力学性能和光学性能,从而提高涂层的整体性能和使用寿命。
随着石墨烯技术的不断发展和成熟,相信石墨烯涂料将会在未来得到更广泛的应用。
解决石墨烯粉体分散性方法与分散剂的选择
解决石墨烯粉体分散性方法与分散剂的选择石墨烯是目前发现的硬度最大的物质,且有极好的力学性能(1060GPa),其理论比表面积高达2600m2/g,具有突出的导热性能,可高达3000W/(m·K)。
此外,石墨烯还具有良好的导电性。
在室温下,其电子迁移率可高达20000cm2/(V·s)。
石墨烯大的比表面积往往使其团聚在一起,不仅降低了自身的吸附能力而且影响石墨烯自身优异性能的发挥,从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进。
况且,这种团聚是不可逆的,除非施加外力,如超声和强力搅拌,使其均匀分散。
石墨烯在基体中的均匀分散[方法主要包括物理分散及化学分散两大类,这里主要介绍原位聚合法、石墨烯的功能化(共价键功能化和非共价键功能化)、石墨烯改性和其他改性方法等。
1. 1 原位聚合法原位聚合法就是先将纳米粒子在单体中均匀分散,然后再用引发剂引发聚合,使纳米粒子或分子均匀地分散在聚合物基体上并且形成原位分子聚合材料。
原位聚合法也有它的局限性,就是无机纳米材料与所选用的原料必须有较好的相容性,为找到这一种合适的溶剂来同时溶解原料和无机材料,必然会增加研究时间和成本,还会造成环境的污染。
除此之外石墨烯的加入会增大聚合物的黏度,使得聚合反应变得更加的复杂。
1. 2 石墨烯的功能化功能化后的石墨烯能够在基体中均匀分散,有助于石墨烯作为增强体优良性能的发挥。
但是经过共价键功能化的石墨烯也存在一些比较明显的不足。
在对石墨烯进行共价键修饰的同时会破坏石墨烯的本征结构,改变石墨烯本身特有的化学和物理性质。
1. 3 对石墨烯粉体进行改性有稳定苯环结构的石墨烯,它的化学稳定性高,表面呈现出一种惰性的状态,与其他介质之间的相互作用很弱,并且石墨烯的各片层之间存在着很强的分子间作用力,导致片层很容易堆叠在一起,分散开来就比较困难。
1. 4 在石墨烯浆料中添加分散剂随着改性的进一步发展,通过向石墨烯中添加分散剂的方法也逐渐引起了科研工作者的注意和研究。
石墨烯分散剂在粉体研磨过程中分散原理与使用方法
石墨烯分散剂在粉体研磨过程中分散原理与使用方法石墨烯是一种二维蜂窝状碳材料,由碳原子按照六边形进行排布而组成。
碳碳原子之间由sp2杂化结合而成,其结构非常稳定。
然而,石墨烯大的比表面积往往使其团聚在一起,不仅降低了自身的吸附能力而且影响石墨烯自身优异性能的发挥,从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进,况且,这种团聚是不可逆的,除非施加外力,如超声和强力搅拌,使其均匀分散。
石墨烯分散剂分散原理
石墨烯分散剂能够吸附在各种石墨烯粉体表面并产生静电斥力使之分散,避免沉降、返粗。
广泛用做造纸涂料及建筑涂料的分散剂、混凝土缓凝剂、减水剂以及纺织印染等行业作螯合分散剂,可用作涂料、颜料、油
漆、造纸、高岭土、氧化铝、陶土、钛白粉、滑石粉、硫酸钡、水煤浆、碳酸钙及水泥分散剂,在浆料的研磨加工过程中加入,能迅速降低浆料的粘度、增加分散性、流动性、迅速提高固含量,且分散后浆料粘度稳定。
石墨烯分散剂使用方法
1、湿法生产:添加量0.5-1%,取3 份研磨后的浆液,第1 份做空白样对比,第2 份、第3 份各添加0.5%、1%
作为效果对比,混合均匀,浆料测试分散性,烘干检测成品粉的相关数据效果。
根据效果调整精确的添加量,再上机进行测试。
2、砂磨机生产:在砂磨机或料桶中直接添加助剂(详细添加方法,请提前咨询我们技术人员)。
石墨烯防腐涂料原理
石墨烯防腐涂料原理
石墨烯防腐涂料是一种新型高效的防腐材料,其原理主要是利用石墨烯的优异物理和化学性能来保护金属表面不被腐蚀。
首先,石墨烯具有极高的导热和导电性,可以快速将热量和电流传递到金属表面,形成一层高效的热和电导层,使金属表面的温度和电位保持稳定,从而降低了金属表面的化学反应速率,延缓了金属腐蚀的进程。
其次,石墨烯具有极高的机械强度和韧性,可以形成一层坚固的保护层,防止外界物质的侵蚀和磨损。
同时,石墨烯还能够有效地吸附和催化金属表面上的有害物质,如氧气、水分和酸碱等,将其转化为无害物质,从而消除了金属表面的腐蚀因素。
最后,石墨烯防腐涂料具有优异的耐久性和稳定性,可以长期保持其防腐效果,同时具有良好的适应性和可塑性,可以根据不同的金属材料和使用环境进行量身定制,以实现最佳的防腐效果。
综上所述,石墨烯防腐涂料原理基于石墨烯的优异物理和化学性能,通过形成一层高效的热、电、机械和化学保护层,防止金属表面的腐蚀和磨损,从而实现高效、可靠、耐久的防腐效果。
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石墨烯涂料配方范文
石墨烯涂料配方范文成分:1.石墨烯粉末:石墨烯是由碳原子层厚度只有一个原子的二维材料,可以通过氧化石墨烯还原得到。
石墨烯粉末是石墨烯涂料的主要成分,具有优异的导电性和热传导性。
2.有机溶剂:有机溶剂用于将石墨烯粉末分散并稳定在涂料中。
常用的有机溶剂包括乙醇、丙酮、甲苯等。
3.二氧化硅:二氧化硅可以增加涂料的抗刮削性和附着力,提高石墨烯涂料的性能。
4.附着剂:附着剂用于增加石墨烯涂料的附着力,常用的附着剂包括聚合物树脂等。
工艺:1.准备石墨烯分散液:将石墨烯粉末加入有机溶剂中,并使用超声波或搅拌器进行分散。
分散过程中,需要保持低温和低剪切力,以避免石墨烯的破坏和氧化。
2.添加二氧化硅:慢慢加入二氧化硅,并继续搅拌,直到二氧化硅均匀分散在石墨烯溶液中。
3.添加附着剂:根据需要,加入适量的附着剂,并充分搅拌,以确保附着剂均匀分散在涂料中。
4.调节黏度:根据需要,可以添加一定量的溶剂或稠化剂,以调节涂料的黏度,使其适合施工。
5.检测和调整:检测涂料的性能,如导电性、抗刮削性等,并根据需要进行调整。
石墨烯涂料配方的具体参数和比例会根据不同的应用需求而有所不同。
例如,如果需要提高涂料的导电性,可以增加石墨烯的含量;如果需要提高涂料的耐磨性,可以增加二氧化硅的含量。
此外,还可以根据需要添加其他添加剂,如防腐剂、增稠剂等。
涂料的配方需要根据具体应用情况进行优化和调整。
总之,石墨烯涂料的配方是一个复杂的过程,需要考虑多种成分和工艺参数。
通过合理的选择和调整,可以制备出具有优异性能的石墨烯涂料,满足不同应用领域的需求。
氧化石墨烯分散剂对其分散状态的影响
氧化石墨烯分散剂对其分散状态的影响氧化石墨烯是一种热稳定性好、热导率高、机械强度大、表面活性强的新型纳米材料。
由于其独特的物理和化学特性,氧化石墨烯在能源、环保、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
然而,氧化石墨烯的分散度是影响其应用性能的重要因素之一。
氧化石墨烯的结构和表面活性使其很难分散在溶液中,容易产生团聚现象,影响其应用性能。
因此,寻找合适的分散剂,改善氧化石墨烯的分散状态是非常必要的。
氧化石墨烯的分散剂主要包括有机分散剂和无机分散剂两种类型。
有机分散剂是以碳基为主要骨架的化合物,其可以通过与氧化石墨烯表面发生相互作用来改善氧化石墨烯的分散状态。
而无机分散剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂以及高分子分散剂等,主要是通过静电吸引力和范德华力来实现氧化石墨烯的分散。
那么氧化石墨烯分散剂对其分散状态的影响具体表现在哪些方面呢?一、分散效果分散剂可以有效地改善氧化石墨烯的分散状态,避免其产生聚集,从而保证其应用性能。
实验研究表明,采用适当的分散剂可以将氧化石墨烯分散到单层,甚至更薄的情况下,大大提高其表面积和活性,为后续的应用开辟了更广阔的空间。
二、纳米复合材料的性能氧化石墨烯的分散状态直接影响其在纳米复合材料中的应用性能。
采用适当的分散剂可以有效地改善氧化石墨烯在复合材料中的分散状态,提高其与基质之间的相容性,从而改善了复合材料的力学性能、导电性能和热导率等特性。
三、吸附性能氧化石墨烯的表面活性决定了其吸附性能。
分散剂的选择对氧化石墨烯的表面化学性质和吸附性能有着直接的影响。
对于一些应用于催化、吸附等领域的氧化石墨烯材料,分散剂的选择非常重要,必须要考虑到吸附、结构等多个方面的因素。
总之,氧化石墨烯是一种非常有前途的纳米材料,其分散剂的选择对其应用性能起着至关重要的作用。
适当的分散剂可以改善氧化石墨烯的分散状态,提高其应用性能。
但是,在实际应用中,分散剂的选择需要考虑到许多因素,例如氧化石墨烯的应用环境、应用领域以及材料性质等,才能真正实现氧化石墨烯的应用潜力。
石墨烯涂料配方
石墨烯涂料配方石墨烯涂料是一种新型的涂料材料,它具有高度的导电性、高强度、高韧性、高透明性等多种优异性能。
在现代工业中,石墨烯涂料已经得到广泛的应用,例如航空航天、电子、医疗、建筑等领域。
下面介绍一下常见的石墨烯涂料配方:1.单组分石墨烯涂料配方单组分石墨烯涂料简单易操作,主要是将石墨烯粉体掺入稀释剂中,调制成相应的涂料。
适用于家庭装饰、金属表面涂装、工程涂料等领域,具有良好的抗污易清洁、耐划伤、防腐蚀、减少辐射等特点。
制作方法:将石墨烯粉体缓慢加入细微的稀释剂中,将石墨烯充分分散,避免粘结,最后将适当的助剂加入即可。
稀释剂可选择Toluene、乙醇和丙酮等常用有机溶剂。
2.涂料乳液配方涂料乳液是一种水性石墨烯涂料,它可与多种基材兼容,具有优异的防腐蚀、耐划伤、气密性等特性。
它的制作方法如下:制作方法:加入表面活性剂,将石墨烯粉末彻底分散,最终在制备阶段中加入乳化剂。
3.双组分石墨烯涂料配方双组分石墨烯涂料主要由两种成分组成。
一种是含有石墨烯的树脂基涂料,另一种是固化剂。
双组份石墨烯涂料适用于电气电子、军工、能源和航空航天等领域,具有阻燃、耐化学腐蚀性、同时兼具刚性和弹性等特性。
制作方法:将树脂基涂料和含石墨烯的固化剂按照一定的比例混合,然后搅拌均匀。
根据需要加入相应的助剂和颜料,最终搅拌均匀即可。
总之,石墨烯涂料是一种兼具多种优异特性的新型涂料,其配方方式多样,可根据具体应用场合进行选择和制备。
无论是在家庭装饰、电子、医疗、建筑等领域,它都将有广泛的应用前景。
石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究
第5期石晓凡,等:石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究-107-石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究石晓凡,贾新磊(滨州学院化工与安全学院,山东滨州256600)摘要:石墨烯凭借其阻隔性能好、屏蔽性能好以及化学稳定性好等特点,在防腐防污涂料领域得到了广泛应用。
本文综合叙述了近年来石墨烯在防腐、防污涂料中的相关内容,归纳了石墨烯的结构特性,总结了石墨烯在防腐、防污涂料中的应用,整理了石墨烯在涂料方面存在的问题'关键词:石墨烯;结构特性;防腐;防污中图分类号:TQ637文献标识码:A文章编号:1008-021X(2021)05-0107-02Application of Graphene in Anticorrosion and Antifouling CoatingsShi Xiaofan,Jin Xinlei(School of Chemical Enginee/ng and SCety of Binzhou University,Binzhou256600,China)Abstract:Graphene has been widely used in the fieN of anti-corrosion and antifou/ng coatings because of its excellent bc/cr performance,outstanding shielding performance and good chemical stabOty.In thO paper,the related contenO of graphene in anti-cormsion and antifou/ng coa—ngs in recent years are comprehensively described,the structural chamcte时Ucs of graphene aoesummaoczed,theappeccatcon oogoaphenecn antc-co o scon and antcoouecngcoatcngscssummaoczed,and theexcstcngpoobeems oogoaphenecn coatcngsaoesooted out.Key words:graphene;structural properties;corrosion protection;antifou/ng在英国的两位科学家通过众多实验成功分离出了石墨烯后,石墨烯进入了人们的眼界,并且得到了广泛的关注。
石墨烯的分散和缺陷
石墨烯的分散和缺陷
石墨烯的分散和缺陷是石墨烯制备和应用中需要关注的重要问题。
石墨烯的分散性主要指的是石墨烯在溶液中的分散稳定性。
由于石墨烯具有较高的比表面积和表面能,容易发生团聚和沉淀,因此需要采取措施提高其在溶液中的分散稳定性。
一种常用的方法是加入表面活性剂或分散剂,如十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮等,这些物质可以吸附在石墨烯表面,增加其亲水性或降低表面能,从而提高其在溶液中的分散稳定性。
石墨烯的缺陷主要指的是其晶体结构中的缺陷,包括空位、取代基、位错等。
这些缺陷会影响石墨烯的电学、化学和机械性能,进而影响其应用效果。
为了减少石墨烯的缺陷,需要采用高纯度的原料和先进的制备工艺,如化学气相沉积、外延生长等。
同时,也可以通过后处理技术,如退火、化学修饰等来修复或改善石墨烯的晶体结构。
总之,石墨烯的分散和缺陷是制备高质量石墨烯的关键问题,需要采取有效的措施来提高其分散稳定性和减少缺陷,以满足不同应用的需求。
石墨烯在金属表面防腐中的应用
研究现状
目前,关于石墨烯在防腐涂层中的研究主要集中在以下几个方面:
1、石墨烯的制备和改性:为了更好地适应防腐涂层的应用需求,需要对石 墨烯进行改性和优化。目前,常用的石墨烯制备方法包括化学气相沉积、液相剥 离法等。研究者们正在不断探索新的制备方法和改性手段,以获得更优质的石墨 烯。
2、石墨烯防腐涂层的制备及性能表征:在制备石墨烯防腐涂层时,需将石 墨烯与基体材料复合,并保证其均匀性和稳定性。研究人员正在探索最佳的制备 工艺和配方,以获得高性能的石墨烯防腐涂层。目前,已有部分研究报道了石墨 烯防腐涂层的制备及其在模拟环境中的抗腐蚀性能。
3、拓展实际应用领域:目前石墨烯在金属表面防腐中的应用研究主要集中 在实验室阶段,实际应用领域尚待拓展。未来可以开展更多关于石墨烯在实际工 业环境中的应用研究,以验证其防腐效果和可行性。
4、探索新型金属材料与石墨烯的结合:除了常见的金属材料外,还可以探 索新型金属材料与石墨烯的结合。例如,可以研究不锈钢、钛合金等高性能金属 与石墨烯的结合,以拓展石墨烯在金属表面防腐中的应用范围。
二、石墨烯的特性与防腐涂料的 结合
石墨烯具有很高的电导率和化学稳定性,这使得它在防腐涂料中具有很大的 应用潜力。首先,石墨烯的导电性可以阻止金属表面的腐蚀反应,通过形成有效 的屏障来防止电解质渗入,从而有效保护金属表面免受腐蚀。其次,石墨烯的化 学稳定性使其能够在各种环境条件下保持稳定的性能,进一步增强了其防腐效果。
总之,石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有广阔的应用前景。在金属防腐 领域,石墨烯的出色耐腐蚀性能和导电性能为金属防腐提供了新的解决方案。未 来,随着石墨烯制备技术的不断完善和应用的拓展,石墨烯在金属防腐领域的应 用将具有更加重要的意义。
一、引言
分散剂结构在水性体系中对涂料性能的影响
分散剂结构在水性体系中对涂料性能的影响一颜料结构与表面特性1、颜料分类无机颜料:由各种金属的氧化物和盐组成的矿物性物质,如钛白粉、氧化铁、铬系颜料等金属颜料:铝粉、银粉、铜粉及多角效应颜料等有机颜料:酞菁类、偶氮类、喹吖啶酮类、二噁嗪类、异吲哚啉酮类、苯骈咪唑酮类、吡咯酮类、喹酞酮类、稠环苝系颜料等碳素材料:碳黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、富勒烯,属于无机颜料范畴,但其特性与有机颜料类似2、颜料分子结构偶氮结构联苯胺黄 PY13异吲哚啉酮结构PY 110喹吖酞酮结构吡咯酮结构 DPP红酞菁结构稠环结构碳黑结构3、颜料表面特性3.1粒子表面电荷颗粒表面电荷:永久结构电荷,配位表面电荷,离解表面电荷永久结构电荷:源于矿物质中的晶格取代或晶格缺失,表面带负电,如无机颜料。
配位表面电荷:与颗粒表面的官能团相关,决定颗粒表面的电位离子,如H+和OH-;此外与表面官能团发生反应的专性吸附离子形成的配位络合物表面电荷。
离解表面电荷:源于自身的解离,颗粒表面具有酸性基团,解离后表面带负电;颗粒表面具有碱性基团,解离后带正电;在一定条件下,当颗粒表面电荷为零时,这时体系的pH值称为零电荷点。
3.2有机颜料粒子形态有机颜料粒子以微晶、晶体、聚集体、凝聚体及絮凝物形态存在;把晶体、微晶称为初级粒子,对于光的散射、吸附起着决定性的作用,不具有内部表面;而凝聚体及絮凝体称为二级粒子,粒子之间具有空穴,在分散介质中可完全被分离为初级粒子。
颗粒粒径大小与其光学特性有直接关系,通常颜料粒子对光线的反射作用和晶体粒子与周围介质的折射系数之差有关,该折射系数之差愈大,对光的反射作用愈明显,其遮盖力、亮度增加。
同时也影响颜料的润湿性能、耐光牢固以及耐溶剂性能。
颗粒粒子的大小、分布状态、表面物理特性都影响到润湿、色光、鲜艳、透明性、着色力及耐光、耐溶剂等应用性能。
二分散剂类型及分散机理1、分散剂类型1.1阴离子型润湿分散剂由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成,在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。
石墨烯高效分散解决方案——新型石墨烯分散剂
由于石墨烯是由sp2杂化的碳原子构成的平面共轭结构,其片层间存在非常强的π-π作用以及范德华作用力,导致其分散性极差,严重制约了石墨烯的实际应用。
虽然传统的商品表面活性剂(如SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80)、高分子稳定剂(如PVP、PSS、PDDA)等都可以对石墨烯起到一定的分散稳定作用,但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓度低等问题。
过多的分散剂用量以及过低的石墨烯浓度均是构建复合材料的不利因素。
因此,开发新型、高效、低成本的分散剂是实现石墨烯规模化应用亟待解决的重要问题。
基于此,复旦大学材料科学系、教育部先进涂料工程研究中心周树学教授团队开展了系列研究工作,开发了两种新型石墨烯分散剂,均在石墨烯复合材料制备中表现出了优异的性能,现将其研究成果做简要介绍。
多氨基阳离子型苝酰亚胺类石墨烯分散剂以一种常用的染料中间体——苝-3,4,9,10-四羧酸二酐(PTCDA)为原料,经与系列多乙烯多胺在甲苯中回流反应、甲酸酸化处理得到此类石墨烯分散剂。
该分散剂具有在较低用量下实现石墨烯高浓度分散的特点。
研究发现,PTCDA与三乙烯四胺的反应产物HAPBI-3(图1)对石墨烯具有最佳的分散性能。
HAPBI-3用量仅为石墨烯粉末(XF 001W)质量的1/3,就能得到浓度达到2 mg/mL的分散液。
分散液zata电位值为+28.5 mV,能够长时间稳定存在。
该分散剂对石墨烯的导电性影响很小,与市售商品分散剂相比具有明显的优势(详见Cui J, Zhou S., Journal of Nanoparticle Research, 2017, 19(11): 357. DOI: 10.1007/s11051-017-4047-8)。
图1,分散剂HAPBI-3分子式及2mg/mL石墨烯分散液利用HAPBI-3的阳离子特性,将制备的石墨烯与碳纳米管分散液分别与带负电荷的磺化聚苯乙烯(SPS)微球混合,得到了均匀包覆的SPS@Graphene与SPS@MWCNT核壳型结构微球(图2a)。
石墨烯在涂镀层防腐领域的应用研究及进展
研究现状
2、石墨烯在防腐涂料中的应用。将石墨烯与防腐涂料复合,可以显著提高涂 料的防腐性能。例如,通过在防腐涂料中添加石墨烯,可以增强涂料的屏蔽性能, 提高耐腐蚀性。
研究现状
3、石墨烯在金属防腐中的应用。金属防腐一直是领域中的重要问题,石墨烯 的引入为解决这一问题提供了新的途径。研究人员通过在金属表面制备石墨烯涂 层,显著提高了金属的耐腐蚀性。
未来展望
4、完善石墨烯在涂镀层防腐领域的相关标准与规范。随着石墨烯在涂镀层防 腐领域应用的不断发展,需要建立相应的材料性能评价标准和检测方法,以确保 石墨烯涂镀层防腐效果的可控性和可靠性。
参考内容
引言
引言
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料,因其独特的物理化学性质而受到广 泛。近年来,石墨烯在有机防腐涂层领域的应用研究取得了重要进展。本次演示 将介绍石墨烯在有机防腐涂层方面的应用研究现状、优势、挑战及未来发展趋势。
未来展望
2、拓展石墨烯在涂镀层防腐领域的应用范围。目前石墨烯在涂镀层防腐领域 的应用主要集中在石油、化工、海洋等领域,仍有很大的拓展空间。未来可以探 究石墨烯在其他领域,如环保、医疗器械等领域的防腐应用。
未来展望
3、研究石墨烯与其他材料的复合应用。为了满足不同环境和用途的防腐需求, 可以研究石墨烯与其他材料(如金属、陶瓷等)的复合应用,以达到更好的防腐 效果。
背景介绍
背景介绍
石墨烯具有优异的导电性、力学性能和化学稳定性,这些特性使其在防腐涂 层领域具有广阔的应用前景。石墨烯的引入可以显著提高有机防腐涂层的耐蚀性、 耐磨性和抗老化性能,同时还能提高涂层的附着力和柔韧性。
应用研究进展
1、石墨烯改性有机防腐涂层
1、石墨烯改性有机防腐涂层
石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用
石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用金永学;刘晓国【摘要】介绍了石墨烯及氧化石墨烯的制备方法以及共价改性(亲核开环、亲电加成和缩合)与非共价改性(π–π键和氢键相互作用)的途径.对石墨烯及氧化石墨烯应用于涂层(纯石墨烯涂层与石墨烯/有机树脂复合涂层)的近期研究进行了综述.%The synthesis method and approaches to covalent modification (including nucleophilic ring-opening, electrophilic addition and condensation reaction) and non-covalent modification (i.e. π–π interaction and hydrogen bonding) for graphene and graphene oxide were introduced. The recent research on application of graphene and graphene oxide in coatings, such as pure graphene coatings and graphene/organic resin composite coatings were reviewed.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】5页(P67-71)【关键词】石墨烯;氧化石墨烯;改性;涂层【作者】金永学;刘晓国【作者单位】广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TQ638石墨烯是近些年兴起的具有优异性能的新型碳材料。
2004年,英国曼切斯特大学的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺洛肖洛夫通过机械剥离的方法首次成功制备出了几个原子层厚度(包括单层)的石墨烯[1]。
石墨烯防腐涂料生产工艺
石墨烯防腐涂料生产工艺石墨烯防腐涂料是一种新型的防腐材料,具有很高的防腐性能和良好的耐候性。
下面介绍一种常见的石墨烯防腐涂料的生产工艺。
首先,准备原材料。
石墨烯防腐涂料的主要成分是石墨烯,可以通过化学法或机械法从石墨中制备得到。
此外,还需要一些助剂,如稀释剂、增稠剂、稳定剂等。
然后,将石墨烯和助剂混合。
将事先准备好的石墨烯和助剂按照一定比例混合均匀。
混合的过程可以通过机械搅拌或超声波分散等方法进行,以确保石墨烯和助剂完全混合。
接下来,添加稀释剂。
将混合好的石墨烯和助剂溶液添加到稀释剂中,用机械搅拌器进行搅拌,以达到适宜的涂料粘度。
稀释剂的选择应根据具体情况进行,一般可以选择溶剂型稀释剂或水性稀释剂。
然后,加入增稠剂。
在搅拌好的溶液中加入适量的增稠剂,继续搅拌。
增稠剂的添加可以使溶液的粘度增加,提高涂料的附着力和抗渗透性。
最后,添加稳定剂。
在混合好的涂料中添加稳定剂,以避免溶液中的组分分离或沉淀。
稳定剂的添加可以提高涂料的稳定性和耐久性。
整个生产工艺中,需要注意以下几点:1. 操作环境要具备良好的排风设施,以保证操作人员的安全。
2. 搅拌过程中,要保持均匀的搅拌速度和时间,以充分混合各种组分,确保涂料的质量。
3. 涂料生产过程中要注意对原材料和助剂的控制,以确保涂料的配方和性能符合要求。
4. 在涂料生产过程中,可以通过适当的调整稀释剂和增稠剂的用量来改变涂料的性能。
5. 生产工艺结束后,需要对涂料进行质量检验,确保涂料的质量达到要求。
总之,石墨烯防腐涂料的生产工艺主要包括原材料准备、石墨烯和助剂的混合、稀释剂和增稠剂的添加以及稳定剂的加入。
在整个生产过程中,需要注重操作细节和控制质量,以确保涂料具有良好的防腐性能和耐候性。
石墨烯高效分散解决方案——新型石墨烯分散剂
由于石墨烯是由sp2杂化的碳原子构成的平面共轭结构,其片层间存在非常强的π-π作用以及范德华作用力,导致其分散性极差,严重制约了石墨烯的实际应用。
虽然传统的商品表面活性剂(如SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80)、高分子稳定剂(如PVP、PSS、PDDA)等都可以对石墨烯起到一定的分散稳定作用,但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓度低等问题。
过多的分散剂用量以及过低的石墨烯浓度均是构建复合材料的不利因素。
因此,开发新型、高效、低成本的分散剂是实现石墨烯规模化应用亟待解决的重要问题。
基于此,复旦大学材料科学系、教育部先进涂料工程研究中心周树学教授团队开展了系列研究工作,开发了两种新型石墨烯分散剂,均在石墨烯复合材料制备中表现出了优异的性能,现将其研究成果做简要介绍。
多氨基阳离子型苝酰亚胺类石墨烯分散剂以一种常用的染料中间体——苝-3,4,9,10-四羧酸二酐(PTCDA)为原料,经与系列多乙烯多胺在甲苯中回流反应、甲酸酸化处理得到此类石墨烯分散剂。
该分散剂具有在较低用量下实现石墨烯高浓度分散的特点。
研究发现,PTCDA与三乙烯四胺的反应产物HAPBI-3(图1)对石墨烯具有最佳的分散性能。
HAPBI-3用量仅为石墨烯粉末(XF 001W)质量的1/3,就能得到浓度达到2 mg/mL的分散液。
分散液zata电位值为+28.5 mV,能够长时间稳定存在。
该分散剂对石墨烯的导电性影响很小,与市售商品分散剂相比具有明显的优势(详见Cui J, Zhou S., Journal of Nanoparticle Research, 2017, 19(11): 357. DOI: 10.1007/s11051-017-4047-8)。
图1,分散剂HAPBI-3分子式及2mg/mL石墨烯分散液利用HAPBI-3的阳离子特性,将制备的石墨烯与碳纳米管分散液分别与带负电荷的磺化聚苯乙烯(SPS)微球混合,得到了均匀包覆的SPS@Graphene与SPS@MWCNT核壳型结构微球(图2a)。
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分散剂提高石墨烯粉体的分散性在防腐涂料领域应用
高性能的石墨烯重防腐涂料制备关键技术就是石墨烯的分散问题,但是高比表面积,石墨烯会发生不可逆
的团聚现象,甚至重新排列回石墨结构,导致制备石墨烯的稳定分散十分困难,如何提高石墨烯粉体分散性呢?
一、石墨烯分散是实现产业化的必经之路
石墨烯的分散技术,在石墨烯粉体通过湿法工艺的制备过程中,通过石墨烯分散剂,既不损害石墨烯结构
与性能的高效分散方法。
二.石墨烯粉体分散需要解决六大基本问题
1.石墨烯分散的挑战性首先源于对石墨烯深度分散的必然要求,将石墨烯分散到单片或初级粒子状态;
2.源于石墨烯对通过化学改性实现分散这一手段的低容忍性甚至抵触性;化学改性,势必干扰或一定程度上破坏π-π的完整性,从而降低或失去本征态石墨烯的优异性能;
3.源于石墨烯本身既不亲水又不亲油的结构特征;一般的分散剂分子又较难与石墨烯形成较强的物理吸附作用,所以使用表面活性分散石墨烯的物理手段也将受限;
4.源于石墨烯的π-π结构和强的范德华力,使石墨烯极易团聚,而且团聚体难以再分开;
5.还源于石墨烯极高的长径比和比表面积;
6.石墨烯的分散还面临着实际生产操作性方面的难题。
例如,4%浓度的水型石墨烯浆料已是膏态,不具有流动性,这为生产过程中物料传输、分散和化学反应造成了困难。
三、石墨烯分散剂的分散原理
石墨烯分散剂集分散、解聚、润湿为一体,能够吸附在石墨烯表面并产生静电斥力使之分散,避免沉降返粗。
在调浆时加入可以使疏水材料均匀分散在水中,提升研磨的效率和质量。
在浆料的研磨过程中加入能迅速降低浆料的粘度,增加分散性、流动性,分散后浆料粘度稳定,不分层,不会二次团聚返粗。
四、石墨烯的分散在重防腐涂料中的应用
均匀分散的石墨烯在树脂中分散效果良好,无团聚现象且石墨烯均匀无规则的排列在树脂基体中,研究结果表明,石墨烯分散剂处理后的石墨烯可高效地分散在环氧树脂、聚氨酯树脂等涂料树脂中,明显提高树脂基
体的防护性能。
值得一提的是,石墨烯的分散状态及含量与涂料整体防护性能有重要联系。
若石墨烯分散不均匀,石墨烯不仅起不到好的作用,还可能形成水汽通道,加速涂层的腐蚀失效。