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研磨：利用剪切力、摩擦力或沖擊力（將粉體由大顆粒粉碎剝離成小顆粒。

分散：納米粉體被其所添加溶劑、助劑、分散劑、樹脂等包覆住，以便達到顆粒完全被分離、潤濕,分布均勻及穩定目的。

隨著石墨烯制備技術的不斷發展，團聚問題已成為石墨烯制備過程中的瓶頸，因此提高石墨烯分散性已經成為提高產品（材料）質量、性能和工藝效率不可或缺的技術方法。
 

石墨烯分散的目的是為了實現互不相溶相的分散，必須強力粉碎并混合其粒子，這意味著新表面的形成必須克服表面張力的阻力來實現。隨著技術的不斷發展，團聚問題已成為石墨烯繼續發展的瓶頸，因此提高石墨烯分散性已經成為提高產品（材料）質量、性能和工藝效率不可或缺的技術方法。

石墨烯由于表面惰性導致其與很多物質不溶且分散性差，如何解決石墨烯發展中的瓶頸問題有兩種思路：一是低成本高質量石墨烯原料的規模化生產；二是石墨烯的商業化應用。近兩年石墨烯進入產業化應用階段，產業鏈上下游互動至關重要，我們必須面向用戶進行二次開發，去解決分散和成型等共性技術難題，讓石墨烯更接“地氣”。

石墨烯粉體的粒度細微、比表面積大、表面能高、表面原子數增多及原子配位不足等特性，使得這些表面原子具有很高的活性，極不穩定，很容易團聚形成帶有若干鏈接接口的尺寸較大的團聚體。粉體的團聚一般分為軟團聚和硬團聚。團聚體的形成使得納米顆粒不能以單一的顆粒均勻分散，不能發揮其應有的納米特性，對納米粉體的應用性能產生十分不利的影響。

所謂分散一般是指粉體顆粒在液相介質中分離散開并在整個液相中均勻分布的過程，它包括三個階段：1、超細顆粒在液體中的潤濕；2、團聚體在機械力作用下被打開形成獨立的原生粒子或較小的團聚體；3、將原生粒子或較小團聚體穩定化，阻止再次團聚。從某種意義上講，納米粉體的分散處理是納米粉體技術中*關鍵的技術，也是納米材料應用中必須解決的重要環節。

石墨烯在應用中必須克服粉體的團聚問題，其采用的分散方法和手段，已逐漸成為產業化應用中所關注的焦點。目前，國內外針對石墨烯分散問題主要采取的方式與設備有一下幾種：

1 機械分散的必要條件是機械力（指流體的剪切力及壓應力）應大于微納米粉體間的粘著力。其具體形式有研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速攪拌等。機械攪拌分散不用添加接口改性劑或偶聯劑，不考慮材料組成成份，是在低于高分子材料玻璃化溫度下（即在固態狀態），通過邊粉碎、邊混合、邊反應，使高分子與其他化學結構不同、性質不同的材料強制混合形成復合材料的復合方法。
 

在機械攪拌下，納米微粒的特殊表面結構容易產生化學反應，形成有機化合物支鏈或保護層，使納米微粒更易分散。但機械攪拌也存在幾個問題：

(1)一旦顆粒離開機械攪拌產生的湍流流場外部環境，他們又有可能重新團聚，而且攪拌會造成溶液飛濺，使反應物損失；

(2)由于是一種強制性分散方法，相互粘結的分體盡管可以在分散器重被打散，但其之間的作用力猶存，排出分散器后又可能重新粘結團聚。因此如何維持打散粒子的穩定性仍然是一個需要克服的難題；

(3)研磨等需要的中間介質（如氧化鋯珠等）使用時成本高、能耗大。又如：高速攪拌剪切分散機，它可以達到每分種幾十萬轉的速度，在高真空的狀態下，所獲得的體系顆粒度通常在100nm以上，不十分理想。

機械攪拌分散的前提是：納米材料的原生粒子一定要是納米級的，發生的是軟團聚現象。
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一般采用超聲波振動部件、專用驅動電源和反應釜三大部分構成，產生超聲波振動，并將振動能量向液體中傳送，在懸浮體中以駐波形式傳播，使微粒受到周期性拉伸和壓縮。超聲波在液體中可能產生“空化”作用形成局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流，這些作用相結合導致系統中顆粒的團聚結構被破壞，顆粒間隙變大直至破裂，形成分散體系，提高粉體分散度。

電超聲分散方式存在的問題是：

(1)分散作用區間小，僅限于超聲發生器周圍十分薄的一個范圍，這要求超聲發生器不斷移動，分散納米級材料效率低，產量小，不能滿足產業化生產要求，一般僅用于實驗室；

(2)分散粉體的濃度或黏度較低，這樣限制了其使用范圍；

(3)超聲分散時如果時間掌握不當，也會引起粉體顆粒的進一步重新團聚
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超高壓微射流納米分散均質設備，具有多種功能（分散、均質、乳化、破碎、細度化等），用于脂質體，乳劑，納米粒，混懸劑，分散液，微膠囊，細胞破碎，降低藥物粒徑至納米級等。具體應用為生物、醫藥、化工行、化妝品、食品等行業和其它納米材料的分散。從小樣品的實驗室配方優化，到中試階段的工藝制程確定，到工業化的大生產，可提供線性放大的參數結果。目前，國內外已有部分單位選用此類開展生產和從事研究。

超高壓微射流分散方式存在的問題是：

(1)工作壓力非常高，一般在300MPa以上，*高可達600 MPa，此設必需依靠進口，其*高性能設備尚未對中國開放；

(2)設備價格高，耗能大，產業化生產成本高；

(3)中試型產能在1升/分鐘左右，難以滿足一般性的生產要求，而產業化大規模生產設備還未在國內見到實際應用。

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石墨烯 分散技術三要素

二、分散劑用量推薦

三、石墨烯 分散劑概述

四、超聲波分散設備使用建議及分散實例

五、研磨分散設備使用建議

石墨烯 分散技術三要素：分散介質、分散劑和分散設備

分散設備

（1）超聲波分散設備：非常適合實驗室規模、低粘度介質分散石墨烯，用于中、高粘度介質時會受到限制

（2）研磨分散設備：適合大規模地分散石墨烯,中粘度介質分散石墨烯

（3）采用“先研磨分散、后超聲波分散”組合方法，可以高效、穩定地分散石墨烯
 

 研磨機機 和分散機組合而成的高科技產品。 

    *級由具有精細度遞升的多級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

    第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是指定轉子齒的排列，還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據以往的慣例，依據以前的經驗指定工作頭來滿足一個具體的應用。在大多數情況下，機器的構造是和具體應用相匹配的，因而它對制造出*終產品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用。

CMD2000系列的線速度很高，剪切間隙非常小，這樣當物料經過的時候，形成的摩擦力就比較劇烈，結果就是通常所說的濕磨。定轉子被制成圓椎形，具有精細度遞升的多級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。高質量的表面拋光和結構材料，可以滿足不同行業的多種要求。

IKN石墨烯研磨設備采用的高速研磨分散技術，通過超高
轉速（可達14000rpm）帶動超高精密的磨頭定轉子（通常配CM+8SF，定轉子間隙在0.2-0.3之間）使石墨烯漿料在設備的高線速度下形成湍流，在定轉子間隙里不斷的撞擊、破碎、研磨、分散、均質，從而得出超細的顆粒（當然也需要合適的分散劑做助劑）。綜合以上幾點可以得出理想的導電石墨烯漿料。

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