Hej tam! Jako dostawca folii przewodzącej prąd, ostatnio otrzymuję wiele pytań o to, jak poprawić dyspersję wypełniacza przewodzącego w tych foliach. Jest to kluczowy aspekt, który może znacząco wpłynąć na działanie elektrycznej folii przewodzącej. Pomyślałem więc, że podzielę się pewnymi spostrzeżeniami na ten temat.
Zrozumienie podstaw
Na początek przyjrzyjmy się szybko, czym jest wypełniacz przewodzący i dlaczego jego dyspersja ma znaczenie. Wypełniacze przewodzące to materiały dodawane do matrycy folii w celu nadania przewodności elektrycznej. Typowe typy obejmują sadzę, nanorurki węglowe, grafit i cząstki metalu. Kiedy wypełniacze te są dobrze rozproszone w folii, tworzą ciągłą sieć przewodzącą, umożliwiając swobodny przepływ elektronów i nadając folii lepsze właściwości elektryczne.
Jednak osiągnięcie dobrej dyspersji jest łatwiejsze do powiedzenia niż do zrobienia. Wypełniacze te mają tendencję do aglomeracji ze względu na wysoką energię powierzchniową i siły van der Waalsa pomiędzy cząstkami. Aglomeraty mogą zakłócać sieć przewodzącą, prowadząc do nierównej przewodności i zmniejszonej wydajności elektrycznej folii przewodzącej.
Modyfikacja powierzchni wypełniaczy przewodzących
Jednym z najskuteczniejszych sposobów poprawy dyspersji jest modyfikacja powierzchni wypełniaczy przewodzących. Obróbką powierzchni wypełniaczy możemy zmniejszyć ich energię powierzchniową i poprawić ich kompatybilność z matrycą folii.
Istnieje kilka metod modyfikacji powierzchni. Modyfikacja chemiczna jest popularna. Można na przykład zastosować silanowe środki sprzęgające. Środki te posiadają dwie grupy funkcyjne: jedną mogącą reagować z powierzchnią wypełniacza oraz drugą mogącą oddziaływać z matrycą polimerową folii. Tworzy to pomost pomiędzy wypełniaczem a osnową, poprawiając ich przyczepność i dyspersję.
Innym podejściem jest modyfikacja fizyczna. Pomocne może być również pokrycie wypełniaczy cienką warstwą polimeru. Warstwa polimeru pełni rolę bariery zapobiegającej aglomeracji wypełniaczy. Poprawia także zwilżanie wypełniaczy przez matrycę polimerową, ułatwiając lepszą dyspersję.
Dobór rozpuszczalników i dyspergatorów
Wybór rozpuszczalników i dyspergatorów może mieć ogromny wpływ na dyspersję wypełniaczy przewodzących. Dobry rozpuszczalnik powinien być w stanie rozpuścić matrycę polimerową i skutecznie zwilżyć wypełniacze. Gdy rozpuszczalnik dobrze zwilży wypełniacze, może wniknąć w aglomeraty i je rozbić.
Z drugiej strony dyspergatory to dodatki zaprojektowane specjalnie w celu poprawy dyspersji cząstek w ciekłym ośrodku. Działają poprzez adsorbcję na powierzchni wypełniaczy i wytwarzanie siły odpychającej pomiędzy cząsteczkami. Ta siła odpychająca zapobiega ponownemu sklejaniu się wypełniaczy i tworzeniu aglomeratów.
Wybierając dyspergator, należy wziąć pod uwagę jego strukturę chemiczną, masę cząsteczkową oraz kompatybilność z rozpuszczalnikiem i matrycą polimerową. Na przykład, jeśli używamy niepolarnej matrycy polimerowej, powinniśmy wybrać niepolarny środek dyspergujący.
Techniki mieszania
Sposób mieszania wypełniaczy przewodzących z matrycą polimerową również odgrywa istotną rolę w ich dyspersji. Dostępnych jest kilka technik mieszania, a każda z nich ma swoje zalety i wady.
Najpopularniejszą metodą jest mieszanie mechaniczne. Polega na zastosowaniu mieszalników szybkoobrotowych, takich jak młyn trójwalcowy lub homogenizator wysokoobrotowy. Mieszalniki te przykładają do mieszaniny dużą siłę ścinającą, rozbijając aglomeraty i dyspergując wypełniacze. Jednakże mieszanie mechaniczne może również spowodować uszkodzenie wypełniaczy, zwłaszcza jeśli siły ścinające są zbyt duże.
Inną opcją jest mieszanie ultradźwiękowe. Fale ultradźwiękowe mogą tworzyć w mieszaninie pęcherzyki kawitacyjne. Kiedy te pęcherzyki zapadają się, wytwarzają falę uderzeniową o wysokiej energii, która może rozbić aglomeraty. Mieszanie ultradźwiękowe to delikatna metoda, która pozwala uzyskać dobrą dyspersję bez powodowania dużych uszkodzeń wypełniaczy.
Optymalizacja warunków przetwarzania
Warunki przetwarzania podczas procesu tworzenia folii mogą również wpływać na dyspersję wypełniaczy przewodzących. Na przykład temperatura może wpływać na lepkość matrycy polimerowej. Jeśli temperatura jest zbyt niska, lepkość będzie wysoka, co utrudnia dyspergowanie wypełniaczy. Z drugiej strony zbyt wysoka temperatura może spowodować degradację matrycy polimerowej lub wypełniaczy.
Ciśnienie to kolejny czynnik. Wywarcie nacisku podczas tworzenia folii może pomóc w zagęszczeniu wypełniaczy i zmniejszeniu pustych przestrzeni pomiędzy nimi. Może to poprawić ciągłość sieci przewodzącej i poprawić przewodność elektryczną folii.
Znaczenie dla innych filmów funkcjonalnych
Jeśli chodzi o produkcję folii przewodzącej prąd elektryczny, należy pamiętać, że wiele z omówionych przez nas zasad można również zastosować do innych folii funkcjonalnych. Na przykład wPowłoka trudnopalna, właściwe rozproszenie dodatków uniepalniających ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia optymalnych parametrów użytkowych. Podobnie wFolia odporna na rdzęIFilm przeciwstarzeniowy, rozproszenie odpowiednich dodatków może znacząco wpłynąć na ich skuteczność.
Wniosek
Poprawa dyspersji wypełniacza przewodzącego w folii przewodzącej prąd elektryczny to wieloaspektowe wyzwanie, które wymaga dokładnego rozważenia różnych czynników. Modyfikacja powierzchni, dobór rozpuszczalników i środków dyspergujących, odpowiednie techniki mieszania i optymalizacja warunków przetwarzania odgrywają ważną rolę w uzyskaniu dobrej dyspersji. Zwracając uwagę na te aspekty, możemy wyprodukować elektryczną folię przewodzącą o lepszych właściwościach elektrycznych i wydajności.
Jeśli szukasz wysokiej jakości folii przewodzącej prąd elektryczny lub masz jakiekolwiek pytania dotyczące poprawy dyspersji wypełniaczy przewodzących, skontaktuj się z nami. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci znaleźć najlepsze rozwiązania dla Twoich konkretnych potrzeb. Porozmawiajmy i zobaczmy, jak możemy współpracować, aby spełnić Twoje wymagania.
Referencje
- Zhang, L. i Li, S. (2018). Dyspersja i wyrównanie nanorurek węglowych w matrycy polimerowej: przegląd. Kompozyty Część B: Inżynieria, 143, 120 - 131.
- Wang, X. i Chen, Y. (2019). Modyfikacja powierzchni sadzy w celu poprawy jej dyspersji i kompatybilności w kompozytach polimerowych. Postęp w powłokach organicznych, 134, 105316.
- Liu, Y. i Wu, Z. (2020). Dyspersja ultradźwiękowa nanocząstek w cieczach: przegląd. Journal of Nanoparticle Research, 22(1), 1 - 15.