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電致變色涂層材料因能夠在電場作用下可逆地改變顏色和光學(xué)性能，在智能窗、汽車后視鏡、電子顯示屏、軍事偽裝等諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。例如，在智能窗中，它可根據(jù)外界光線和溫度自動調(diào)節(jié)窗戶的透光率，實現(xiàn)節(jié)能減排與提升室內(nèi)舒適度的雙重目標(biāo)；在軍事偽裝領(lǐng)域，能使裝備根據(jù)環(huán)境變化改變顏色，增強隱蔽性。

制備高質(zhì)量的電致變色涂層材料，關(guān)鍵在于確保各組分均勻分散以及材料微觀結(jié)構(gòu)的一致性。連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)作為一種高效的分散設(shè)備，憑借其獨特的工作原理和性能優(yōu)勢，在電致變色涂層材料制備中發(fā)揮著重要作用。

電致變色涂層材料概述

工作原理

電致變色是指材料在施加外部電場時，通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)，材料內(nèi)部的離子和電子發(fā)生遷移，從而導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)（如透光率、反射率、吸收率等）發(fā)生可逆變化的現(xiàn)象。以常見的氧化鎢（WO?）電致變色材料為例，在施加負(fù)電壓時，Li?離子注入 WO?晶格中，同時電子也進(jìn)入晶格，使 WO?被還原，材料顏色由無色變?yōu)樗{(lán)色；當(dāng)施加正電壓時，Li?離子和電子從 WO?晶格中脫出，材料又恢復(fù)為無色狀態(tài)。電致變色涂層材料通常由電致變色活性物質(zhì)、電解質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘合劑等成分組成。

1. 電致變色活性物質(zhì)：是實現(xiàn)電致變色功能的核心成分，如上述的 WO?，以及紫精類化合物、聚苯胺、聚噻吩等有機(jī)聚合物。

2. 電解質(zhì)：負(fù)責(zé)在電致變色過程中傳導(dǎo)離子，確保氧化還原反應(yīng)的順利進(jìn)行。

3. 導(dǎo)電劑：提高涂層的電導(dǎo)率，保證電流能夠均勻地分布在涂層中，促進(jìn)電致變色反應(yīng)的一致性。常用的導(dǎo)電劑有碳納米管、石墨烯、金屬納米顆粒等。

4. 粘合劑：將各組分牢固地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的涂層結(jié)構(gòu)，并使涂層能夠牢固地附著在基底材料上。常見的粘合劑有丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂等。

常用的電致變色涂層材料的分散設(shè)備有球磨機(jī)、砂磨機(jī)和超聲波破碎儀等，這些分散設(shè)備雖可破碎團(tuán)聚體，但高強度處理易損傷材料晶體結(jié)構(gòu)或分子鏈，且批次式設(shè)備難以滿足工業(yè)化效率需求。而TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)成為解決問題的關(guān)鍵。  

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)的工作原理

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)主要由電機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子、工作腔等部分組成。電機(jī)帶動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子與定子之間存在著精密設(shè)計的間隙。當(dāng)物料被輸送到工作腔時，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大離心力作用下，物料被快速吸入轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙。在這個狹窄的間隙中，物料受到多種力的綜合作用。一方面，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對物料產(chǎn)生強烈的剪切力，將較大的顆?；驁F(tuán)聚體撕裂成更小的顆粒；另一方面，物料在高速流動過程中，還會受到來自定子壁的摩擦力以及因流速變化產(chǎn)生的湍流作用力。這些力的協(xié)同作用使得物料中的各種成分能夠充分混合、細(xì)化，達(dá)到均勻分散的效果。

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)在電致變色涂層材料制備中的應(yīng)用

1. 原材料的預(yù)處理  

在電致變色涂層材料的制備過程中，原材料往往存在團(tuán)聚現(xiàn)象。例如，電致變色活性物質(zhì) WO?納米顆粒、導(dǎo)電劑碳納米管等在原始狀態(tài)下容易形成團(tuán)聚體。這些團(tuán)聚體如果不經(jīng)過有效的分散處理，會在涂層中形成局部缺陷，影響材料的電致變色性能。

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)在原材料預(yù)處理階段發(fā)揮著關(guān)鍵作用。將含有團(tuán)聚體的原材料加入到合適的溶劑中形成懸浮液或分散液，然后通過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行處理。在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子的剪切、摩擦等作用下，團(tuán)聚體被逐漸打散，納米顆粒或纖維能夠均勻地分散在溶劑中，大大提高了其在后續(xù)制備過程中的分散性和導(dǎo)電性。  

2. 各組分的混合

電致變色涂層材料的性能很大程度上取決于各組分的均勻混合程度。TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)通過其獨特的工作原理，能夠?qū)崿F(xiàn)電致變色活性物質(zhì)、電解質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑等多種組分的高效混合。

在混合過程中，首先將各組分按照一定的比例加入到混合容器中，然后通過輸送裝置將物料送入連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)的工作腔。在工作腔內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強大的離心力，使物料迅速在轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙中流動。在這個過程中，不同組分的物料受到強烈的剪切、摩擦和湍流作用，從而實現(xiàn)充分的混合。例如，將WO?納米顆粒、含有鋰鹽的電解質(zhì)溶液、碳納米管導(dǎo)電劑以及丙烯酸樹脂粘合劑混合時，TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)能夠在短時間內(nèi)使這些成分均勻地混合在一起，形成穩(wěn)定的混合體系。這種均勻混合的體系為后續(xù)制備高質(zhì)量的電致變色涂層材料奠定了堅實的基礎(chǔ)。  

應(yīng)用案例

案例一：智能窗用電致變色涂層材料制備

某科研團(tuán)隊致力于研發(fā)高性能智能窗用電致變色涂層材料。他們采用WO?作為電致變色活性物質(zhì)，以聚合物電解質(zhì)作為離子傳導(dǎo)介質(zhì)，碳納米管為導(dǎo)電劑，丙烯酸樹脂為粘合劑。在制備過程中，使用TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)對各組分進(jìn)行分散和混合。

首先，將 WO?納米顆粒在含有分散劑的水溶液中通過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，以打破顆粒團(tuán)聚體，得到了均勻分散的 WO?懸浮液。然后，將碳納米管分散在有機(jī)溶劑中，同樣經(jīng)過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)處理，使碳納米管均勻分散。接著，將聚合物電解質(zhì)、丙烯酸樹脂以及上述分散好的 WO?懸浮液和碳納米管分散液按照一定比例混合，再次通過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行混合。通過這種方法制備的電致變色涂層材料，在智能窗測試中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。其變色響應(yīng)速度快，光學(xué)對比度高，循環(huán)穩(wěn)定性好。

案例二：汽車后視鏡電致變色涂層材料制備

一家汽車零部件制造企業(yè)使用TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)，生產(chǎn)汽車后視鏡電致變色涂層材料。他們選用紫精類化合物作為電致變色活性物質(zhì)，液體電解質(zhì)為離子傳導(dǎo)載體，石墨烯作為導(dǎo)電劑，環(huán)氧樹脂作為粘合劑。

在原材料處理階段，將紫精類化合物晶體溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校缓笸ㄟ^TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，確?；衔锓肿泳鶆蚍稚⒃谌芤褐小τ谑葘⑵渑c表面活性劑混合，再通過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剝離和分散，得到了高質(zhì)量的石墨烯分散液。隨后，將所有組分混合并通過TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行最終的混合處理。使用該方法制備的電致變色涂層材料應(yīng)用在汽車后視鏡上，能夠快速根據(jù)后方車輛燈光強度調(diào)節(jié)后視鏡的反射率，有效避免眩光問題。經(jīng)過實際道路測試，該后視鏡在各種天氣和光照條件下都能穩(wěn)定工作，為駕駛員提供了清晰、安全的視野，產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性得到了市場的認(rèn)可。

產(chǎn)品介紹

TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)能處理不同粘度的中低粘度物料，節(jié)省處理的時間，操作簡便、性價比高，可獲得可靠的、重復(fù)精度高的樣品實驗結(jié)果，使樣品達(dá)到混合，均質(zhì)和分散效果，可實現(xiàn)生產(chǎn)的升級。

區(qū)別于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子-定子原理，TRILOS系列的批次式、連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)使用了超高轉(zhuǎn)速的技術(shù)，樣品可獲得納米級的處理效果（因不同樣品、處理方法而異），樣品處理時間也顯著減少，更避免了樣品的熱應(yīng)力疲勞。模塊化的分散刀頭可任意組合，剪切、混合、乳化輕松轉(zhuǎn)換。

TRILOS提供了從實驗室無縫過渡到批量生產(chǎn)的混合/乳化工業(yè)設(shè)備，覆蓋批次式、在線連續(xù)式的單機(jī)、多功能、成套系統(tǒng)的應(yīng)用需求；更可根據(jù)用戶需求，提供量身定制的解決方案。