一種碳納米管分散液的穩定性評價方法與流程

2023-10-18 17:12:29 2

本發明涉及一種碳納米管分散液的穩定性評價方法。

背景技術：

碳納米管(cnts)是一種擁有特殊結構和優異性質的新型材料，在力學、電學、光學及電化學等方面有著潛在的應用，將碳納米管作為複合材料增強體，複合材料可表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性，可能帶來複合材料性能的一次質的飛躍。

碳納米管尺寸小，比表面積和長徑比非常大，再加上碳納米管間存在很強的靜電作用和範德華力，就造成了碳納米管極易團聚或纏繞。碳納米管的團聚造成碳納米管增強的複合材料電學和機械性能的下降。為了發揮碳納米管的優異性能，在應用碳納米管前，需要對其分散液的穩定性能進行評價。

通常採用的碳納米管分散液穩定性的評價方法為粒徑分布法。將體系靜置相應一段時間後，分別從分液漏鬥的上下層取液，使用雷射粒度分析儀測試上下層分散液的顆粒粒度，當測得上下層分散液顆粒粒度比小於0.90，說明分散液穩定性較差，當測得體系上下層分散液的顆粒粒度比不小於0.95，說明該分散液穩定性能較好。

又或者採用分光光度計法。靜置後對分散體系取兩份，對其在分光光度計下觀察兩次吸光度，穩定係數r＝a1/a2(a2>a1)，r值越大，樣品的穩定性越好。

又或者採用沉降法，zeta電位法，分型方法等。以上方法都具有一定的局限性，如粒徑分布法只能觀測到少數顆粒，在數量上不具有代表性，分光光度計法僅適合測量顏色較淺的懸浮液，重力沉降法無法進行定量分析，zeta 電位法，分形方法比較複雜。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術中存在的局限性缺陷，提供一種步驟簡單新的碳納米管分散液的穩定性評價方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種碳納米管分散液的穩定性評價方法，其中，對同一碳納米管分散液在不同貯存時間下的背散射光強度進行測量，並收集該碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度，其中，以第一次測定得到的背散射光強度為l1、第一次測定的時間為t1，以第n次測定得到的背散射光強度為ln、第n次測定的時間為tn時，以下述公式(1)計算碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度的變化率i，以該變化率i來判斷不同貯存時間下碳納米管分散液的穩定性；

公式(1)：tn時的背散射光強度的變化率i＝(ln-l1)/l1×100％。

通過上述技術方案，本發明具有不需要對測試樣品進行濃度稀釋，無外力，無需攪動，全面直觀的對碳納米管分散液的穩定性進行定量測試的優點。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是實施例1中碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度的變化率i與液面高度的關係圖。

圖2是實施例2中碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背 散射光強度的變化率i與液面高度的關係圖。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

本發明提供一種碳納米管分散液的穩定性評價方法，其中，對同一碳納米管分散液在不同貯存時間下的背散射光強度進行測量，並收集該碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度，其中，以第一次測定得到的背散射光強度為l1、第一次測定的時間為t1，以第n次測定得到的背散射光強度為ln、第n次測定的時間為tn時，以下述公式(1)計算碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度的變化率i，以該變化率i來判斷不同貯存時間下碳納米管分散液的穩定性；

公式(1)：tn時的背散射光強度的變化率i＝(ln-l1)/l1×100％。

在本發明中，當變化率i為正數時表示碳納米管分散液在該液面高度的濃度升高，當變化率i為負數時表示碳納米管分散液在該液面高度的濃度降低。

根據本發明，優選對背散射光強度進行的測量在多重光散射儀的儀器上進行。

根據本發明，作為上述測量所使用的光的波長可以在寬的範圍內變動，優選地，測量所使用的光的波長為750-1000nm，更優選為850-880nm。

根據本發明，為了能夠提高測量的準確度，優選所述碳納米管分散液中的碳納米管的含量為1-30重量％，更優選為3-10重量％。

在本發明的一個優選實施方式中，可以以所述碳納米管分散液的液面高度為橫坐標、以變化率i為縱坐標，分別將不同貯存時間下的數據進行圖形化，並通過圖形來判斷不同貯存時間下碳納米管分散液的穩定性。

例如，通過上述圖形化數據來判斷碳納米管分散液的穩定性時，如果在碳納米管分散液的底部的液面處出現凸峰，則表示碳納米管分散液的底部有沉澱產生，如果在碳納米管分散液的頂部的液面處出現凹峰，則表示碳納米管分散液的頂部出現澄清現象。

以下將通過實施例對本發明進行詳細描述，但本發明並不僅限於下述實施例。

實施例1

採用常規的檢測背散射光強度的儀器(formulaction公司的turbiscanlabexpert型號的多重光散射儀)對碳納米管分散液(碳納米管的含量為5重量％)在不同貯存時間下的背散射光強度進行測量，並收集該碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度，其中，以第一次測定得到的背散射光強度為l1、第一次測定的時間為t1，以第n次測定得到的背散射光強度為ln、第n次測定的時間為tn時，以下述公式(1)計算碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度的變化率i，並以碳納米管分散液的液面高度為橫坐標、以變化率i為縱坐標，分別將不同貯存時間下的數據進行圖形化，其結果表示在圖1中。

公式(1)：tn時的背散射光強度的變化率i＝(ln-l1)/l1×100％。

圖1中橫坐標表示碳納米管分散液的液面高度，縱坐標表示變化率i，左側表示測定的時間(大約每10小時測定一次共測定9次，測定時間分別為0時、11小時2分、23小時2分、1天10小時2分、1天21小時2分、2天8小時2分、2天20小時2分、3天7小時2分和3天18小時2分)，通過圖1可以看出，碳納米管分散液在90小時測定時間內在各液面高度上均沒有出現凸峰和凹峰，說明其在上述測定時間內的穩定性良好。

實施例2

採用常規的檢測背散射光強度的儀器(formulaction公司的turbiscanlabexpert型號的多重光散射儀)對碳納米管分散液(碳納米管的含量為10重量％)在不同貯存時間下的背散射光強度進行測量，並收集該碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度，其中，以第一次測定得到的背散射光強度為l1、第一次測定的時間為t1，以第n次測定得到的背散射光強度為ln、第n次測定的時間為tn時，以下述公式(1)計算碳納米管分散液在不同貯存時間下不同液面高度的背散射光強度的變化率i，並以碳納米管分散液的液面高度為橫坐標、以變化率i為縱坐標，分別將不同貯存時間下的數據進行圖形化，其結果表示在圖2中。

公式(1)：tn時的背散射光強度的變化率i＝(ln-l1)/l1×100％。

圖2中橫坐標表示碳納米管分散液的液面高度，縱坐標表示變化率i，左側表示測定的時間(大約每10小時測定一次共測定9次，測定時間分別為0時、11小時2分、23小時2分、1天10小時2分、1天21小時2分、2天8小時2分、2天20小時2分、3天7小時2分和3天18小時2分)，通過圖2可以看出，碳納米管分散液在90小時測定時間，在碳納米管分散液的底部的液面處出現凸峰，並在碳納米管分散液的頂部的液面處出現凹峰，說明碳納米管分散液在底部有沉澱產生，且在碳納米管分散液的液面頂部出現澄清現象。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。