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(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)換，褶皺是二維石墨烯存在的必要條件。結(jié)構(gòu)完整的石墨烯化學(xué)穩(wěn)定性好，不易與其它介質(zhì)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(fā)生團(tuán)聚，不易形成穩(wěn)定的分散液。提高石墨烯在基礎(chǔ)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(chǔ)油中；②進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻娓男砸栽鰪?qiáng)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(wěn)定地分散在基礎(chǔ)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(jìn)行超聲振蕩分散30 min得到穩(wěn)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(duì)比又配置了質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fā)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(jié)果表明，添加1%SP石墨烯潤滑油分散性和穩(wěn)定性更好，1瓶中有部分石墨烯發(fā)生團(tuán)聚。靜置9 d后各個(gè)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(tuán)聚現(xiàn)象，2瓶中石墨烯雖也有沉淀，但分散均勻，沒有明顯的團(tuán)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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