石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,幾乎完全透明。導熱系數高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000cm2/Vs,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。石墨烯材料優異的物理和結構特性使其在電子、傳感、涂料和光電器件等多領域表現出非凡的應用潛力。
但是石墨烯材料難以在其他基體中分散,是制約其大規模應用的難點,需要一種能很好松團、分散的設備進行處理后才能發揮其真正優良的特性。高壓均質作為現如今最為先進的濕法高壓分散技術,為石墨烯材料的上述問題提供了非常好的納米均質解決方案,可以解決粒徑細化和分散均一的問題。
而高壓均質機的原理是:利用柱塞泵將樣品泵入設備模塊,液體會在高壓縮的情況下,通過一個均質閥組件構成的狹縫,并產生三種效應,第一種是在樣品經過均質閥銳邊時的剪切效應,第二種時,以極快的速度劇烈撞擊在均質閥環產生的撞擊效應,第三種是樣品由高壓區到低壓區產生的瞬間壓力釋放,也就是爆破效應。未經過高壓均質過程,石墨烯會發生團聚進而發生沉淀,但是經過高壓均質過程后,石墨烯片變薄,對應的溶液也可以穩定分散。由于未使用任何還原劑,所以制備的石墨烯是無毒無害的,并且未添加任何表面活性劑,石墨烯的導電性也大大的提升了。
對于石墨烯這種硬度其實不是很大,但需要達到穩定狀態的產品,其需要更加均一的顆粒大小,這樣更加有利于體系的穩定,而均質機設備是連續流的,可以將所有的樣品按照同一條件處理,對于實驗和生產的條件控制來說,這是非常重要的。