中國粉體網(wǎng)訊 隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,，一種獨特的一維納米材料——碳納米管因具有獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的電學,、光學,、化學和熱力學性質(zhì)而受到了人們越來越多的關(guān)注。目前,，碳納米管的制備方法已日臻完善,，但制備出的碳納米管之間存在比較強的范德華力、導致很容易纏繞在一起或者團聚成束,，在實際應用過程中,，團聚形態(tài)往往會破壞單根碳納米管所表現(xiàn)出的優(yōu)異力學、電學特性,，限制了深入研究碳納米管的性能與應用,。因此，如何提高碳納米管的分散性成為目前迫切需要解決的問題,。
碳納米管團聚的原因
納米粉體的強團聚效應
材料達到納米尺度以后會表現(xiàn)出很多納米尺寸效應,，以零維的微觀顆粒來講，當顆粒尺寸達到納米尺度以后,，其團聚效應顯著增加,，團聚體內(nèi)顆粒的相互吸引力也顯著增大，分散難度變大,，表現(xiàn)出納米尺度的強團聚效應,。
2.纖維材料的糾纏粘結(jié)現(xiàn)象
由圖可見，單根碳納米管為纖維狀一維納米材料,，長徑比較大,。因此碳納米管容易糾纏粘結(jié)在一起，形成很大的團聚體,。
納米粉體的強團聚效應和纖維材料的糾纏粘結(jié)現(xiàn)象綜合在一起,，使得碳納米管團聚體更加牢固,，均勻分散更加困難。
碳納米管的分散機理
根據(jù)碳納米管團聚的原因分析,，要想得到均勻分散的碳納米管必須同時滿足3個條件:破壞長纖維糾纏粘結(jié)狀態(tài),、克服團聚體強吸附力、穩(wěn)定碳納米管分散狀態(tài),。
1.破壞長纖維糾纏粘結(jié)狀態(tài)
碳納米管壁上有很多缺陷,，通過物理或化學作用可以從缺陷處斷開碳納米管,，把碳納米管剪短,，從而去除長纖維糾纏粘結(jié)狀態(tài)。
2.克服團聚體的強吸附力
通過機械攪拌和研磨等方法,，可以克服團聚體的強吸附力,，使碳納米管團聚體分散開。
3.穩(wěn)定碳納米管分散狀態(tài)
選擇合適的介質(zhì)可以穩(wěn)定碳納米管分散狀態(tài),。
碳納米管的分散方法
碳納米管分散方法有機械攪拌與研磨法,、高能球磨法、超聲波處理法,、表面化學共價修飾分散法和表面活性劑的非共價修飾分散法,。
機械攪拌與研磨只能使碳納米管團聚體宏觀地與基體粉體混合，對碳納米管團聚體自身的分散無能為力,；球磨可以碾斷碳納米管,，分散碳納米管團聚體，但也會使碳納米管更加致密地粘結(jié)在一起,，超聲波處理同樣有此特點,；添加表面活性劑及酸堿洗滌的方法，可以使團聚體表面的絮狀碳納米管從團聚體上斷開,、分散,，對于緊密纏結(jié)在一起的碳納米管效果不顯著。因此,，根據(jù)3個分散的必要條件,，以上幾種分散方法都難以同時滿足，所以分散效果都不是十分理想,。
目前多種分散方法綜合協(xié)同使用是常采用的碳納米管分散工藝,。如強酸氧化加超聲波處理、超聲波處理的同時添加表面活性劑,、球磨的同時添加表面活性劑等,。多種方法綜合使用一方面提高了分散效率,，另一方面一定程度上提高了分散的程度,。但由于實驗方法和技術(shù)的限制,，目前為止，還未能實現(xiàn)碳納米管的均勻穩(wěn)定分散,，阻礙了碳納米管復合材料的應用,，因此開展碳納米管分散性研究具有重要意義。
