石墨烯在潤滑油中分散性能
石墨烯在潤滑油中分散性能
石墨烯呈片狀結構,表面有褶皺起伏和疊加。為了降低表面能,單層石墨烯由二維向三維形貌轉換,褶皺是二維石墨烯存在的必要條件。結構完整的石墨烯化學穩定性好,不易與其它介質相互作用,且層間存在很大的范德華力,在許多常見的溶液中易發生團聚,不易形成穩定的分散液。提高石墨烯在基礎潤滑油中的分散性目前主要有兩種方法:①添加分散劑使石墨烯均勻地分散在基礎油中;②進行適當的表面改性以增強石墨烯的親油性,提高石墨烯的分散性。本文以Span-80(SP)為分散劑使石墨烯均勻穩定地分散在基礎油中,具體步驟為:在PAO4潤滑油中添加0.01%的石墨烯(GP)和1%的Span-80(SP),然后用磁力攪拌器攪拌10 min,最后進行超聲振蕩分散30 min得到穩定的石墨烯潤滑油分散液。圖1給出了石墨烯在潤滑油中的分散情況。由于0.01%石墨烯濃度太低不易觀察,作為對比又配置了質量分數為0.05%的石墨烯溶液。
在靜置3 d后各石墨烯潤滑油液體均發生部分沉淀,3、4瓶石墨烯液體濃度太低不易觀察,2瓶顏色較1瓶偏暗。結果表明,添加1%SP石墨烯潤滑油分散性和穩定性更好,1瓶中有部分石墨烯發生團聚。靜置9 d后各個石墨烯溶液的沉淀更加明顯,從1瓶中可更為清晰地觀察到石墨烯的團聚現象,2瓶中石墨烯雖也有沉淀,但分散均勻,沒有明顯的團聚。這表明,Span-80能有效地使石墨烯均勻分散在潤滑油中。
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