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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