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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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與提升室內(nèi)舒適度的雙重目標(biāo)；還能使裝備根據(jù)環(huán)境變化改變顏色，增強(qiáng)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(shí)，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(shí)，Li?離子注入 WO?晶格中，同時(shí)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(shí)，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(shí)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(qiáng)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(jì)的間隙。當(dāng)物料被輸送到工作腔時(shí)，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)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(qiáng)烈的剪切力，將較大的顆粒或團(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(qiáng)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(qiáng)烈的剪切、摩擦和湍流作用，從而實(shí)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(shí)，TRILOS連續(xù)分散均質(zhì)機(jī)能夠在短時(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。  

應(yīng)用案例 

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