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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

更新時(shí)間:2025-07-11      點(diǎn)擊次數(shù):33


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: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。TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)成為解決問題的關(guān)鍵。  

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)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)過程中,還會(huì)受到來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?;蚶w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)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、合劑等多種組分的高效混合。 

在混合過程中,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:智能窗用電致變色涂層材料制備 

…… 

案例二:汽車后視鏡電致變色涂層材料制備 

……

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)室無縫過渡到批量生產(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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