連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)在電致變色涂層材料制備中的應(yīng)用
電致變色涂層材料因能夠在電場(chǎng)作用下可逆地改變顏色和光學(xué)性能,在智能窗,、汽車后視鏡,、電子顯示屏等諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。例如,,在智能窗中,,它可根據(jù)外界光線和溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)窗戶的透光率,,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與提升室內(nèi)舒適度的雙重目標(biāo);還能使裝備根據(jù)環(huán)境變化改變顏色,,增強(qiáng)隱蔽性,。
制備高質(zhì)量的電致變色涂層材料,關(guān)鍵在于確保各組分均勻分散以及材料微觀結(jié)構(gòu)的一致性,。連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)作為一種高效的分散設(shè)備,,憑借其工作原理和性能優(yōu)勢(shì),在電致變色涂層材料制備中發(fā)揮著重要作用,。
電致變色涂層材料概述
工作原理
電致變色是指材料在施加外部電場(chǎng)時(shí),,通過(guò)發(fā)生氧化還原反應(yīng),材料內(nèi)部的離子和電子發(fā)生遷移,,從而導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)(如透光率,、反射率、吸收率等)發(fā)生可逆變化的現(xiàn)象,。以常見的氧化鎢(WO?)電致變色材料為例,,在施加負(fù)電壓時(shí),Li?離子注入 WO?晶格中,,同時(shí)電子也進(jìn)入晶格,,使 WO?被還原,材料顏色由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,;當(dāng)施加正電壓時(shí),,Li?離子和電子從 WO?晶格中脫出,材料又恢復(fù)為無(wú)色狀態(tài),。電致變色涂層材料通常由電致變色活性物質(zhì),、電解質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘合劑等成分組成,。
1. 電致變色活性物質(zhì):是實(shí)現(xiàn)電致變色功能的核心成分,,如上述的 WO?,以及紫精類化合物,、聚苯胺,、聚噻吩等有機(jī)聚合物。
2. 電解質(zhì):負(fù)責(zé)在電致變色過(guò)程中傳導(dǎo)離子,,確保氧化還原反應(yīng)的順利進(jìn)行,。
3. 導(dǎo)電劑:提高涂層的電導(dǎo)率,保證電流能夠均勻地分布在涂層中,,促進(jìn)電致變色反應(yīng)的一致性,。常用的導(dǎo)電劑有碳納米管、石墨烯,、金屬納米顆粒等,。
4. 粘合劑:將各組分牢固地結(jié)合在一起,,形成穩(wěn)定的涂層結(jié)構(gòu),并使涂層能夠牢固地附著在基底材料上,。常見的粘合劑有丙烯酸樹脂,、環(huán)氧樹脂等。
常用的電致變色涂層材料的分散設(shè)備有球磨機(jī),、砂磨機(jī)和超聲波破碎儀等,,這些分散設(shè)備雖可破碎團(tuán)聚體,但高強(qiáng)度處理易損傷材料晶體結(jié)構(gòu)或分子鏈,,且批次式設(shè)備難以滿足工業(yè)化效率需求,。而TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)的工作原理
TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)主要由電機(jī),、轉(zhuǎn)子,、定子、工作腔等部分組成,。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),,轉(zhuǎn)子與定子之間存在著精密設(shè)計(jì)的間隙。當(dāng)物料被輸送到工作腔時(shí),,在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力作用下,,物料被快速吸入轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙。在這個(gè)狹窄的間隙中,,物料受到多種力的綜合作用。一方面,,高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對(duì)物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力,,將較大的顆粒或團(tuán)聚體撕裂成更小的顆粒,;另一方面,,物料在高速流動(dòng)過(guò)程中,還會(huì)受到來(lái)自定子壁的摩擦力以及因流速變化產(chǎn)生的湍流作用力,。這些力的協(xié)同作用使得物料中的各種成分能夠充分混合,、細(xì)化,達(dá)到均勻分散的效果,。
TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)在電致變色涂層材料制備中的應(yīng)用
1. 原材料的預(yù)處理
在電致變色涂層材料的制備過(guò)程中,,原材料往往存在團(tuán)聚現(xiàn)象。例如,,電致變色活性物質(zhì) WO?納米顆粒,、導(dǎo)電劑碳納米管等在原始狀態(tài)下容易形成團(tuán)聚體。這些團(tuán)聚體如果不經(jīng)過(guò)有效的分散處理,,會(huì)在涂層中形成局部缺陷,,影響材料的電致變色性能,。
TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)在原材料預(yù)處理階段發(fā)揮著關(guān)鍵作用。將含有團(tuán)聚體的原材料加入到合適的溶劑中形成懸浮液或分散液,,然后通過(guò)TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行處理,。在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子的剪切、摩擦等作用下,,團(tuán)聚體被逐漸打散,,納米顆粒或纖維能夠均勻地分散在溶劑中,,大大提高了其在后續(xù)制備過(guò)程中的分散性和導(dǎo)電性,。
2. 各組分的混合
電致變色涂層材料的性能很大程度上取決于各組分的均勻混合程度。TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)通過(guò)其工作原理,,能夠?qū)崿F(xiàn)電致變色活性物質(zhì),、電解質(zhì)、導(dǎo)電劑,、粘合劑等多種組分的高效混合,。
在混合過(guò)程中,首先將各組分按照一定的比例加入到混合容器中,,然后通過(guò)輸送裝置將物料送入連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)的工作腔,。在工作腔內(nèi),高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,,使物料迅速在轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙中流動(dòng),。在這個(gè)過(guò)程中,不同組分的物料受到強(qiáng)烈的剪切,、摩擦和湍流作用,,從而實(shí)現(xiàn)充分的混合。例如,,將WO?納米顆粒,、含有鋰鹽的電解質(zhì)溶液、碳納米管導(dǎo)電劑以及丙烯酸樹脂粘合劑混合時(shí),,TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)使這些成分均勻地混合在一起,,形成穩(wěn)定的混合體系。這種均勻混合的體系為后續(xù)制備高質(zhì)量的電致變色涂層材料奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。
應(yīng)用案例
案例一:智能窗用電致變色涂層材料制備
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案例二:汽車后視鏡電致變色涂層材料制備
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產(chǎn)品介紹
TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)能處理不同粘度的中低粘度物料,,節(jié)省處理的時(shí)間,操作簡(jiǎn)便,、性價(jià)比高,,可獲得可靠的、重復(fù)精度高的樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使樣品達(dá)到混合,,均質(zhì)和分散效果,,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的升級(jí)。
區(qū)別于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子-定子原理,,TRILOS系列的批次式,、連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)使用了超高轉(zhuǎn)速的技術(shù),樣品可獲得納米級(jí)的處理效果(因不同樣品,、處理方法而異),,樣品處理時(shí)間也顯著減少,更避免了樣品的熱應(yīng)力疲勞,。模塊化的分散刀頭可任意組合,,剪切、混合,、乳化輕松轉(zhuǎn)換,。
TRILOS提供了從實(shí)驗(yàn)室無(wú)縫過(guò)渡到批量生產(chǎn)的混合/乳化工業(yè)設(shè)備,覆蓋批次式,、在線連續(xù)式的單機(jī),、多功能、成套系統(tǒng)的應(yīng)用需求,;更可根據(jù)用戶需求,,提供量身定制的解決方案。
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