Hej tamo! Kao dobavljač električne provodljive folije, u posljednje vrijeme dobijam mnogo pitanja o tome kako poboljšati disperziju provodnog punila u ovim filmovima. To je ključni aspekt koji može značajno utjecati na performanse električnog vodljivog filma. Pa, mislio sam da podijelim neke uvide na ovu temu.
Razumijevanje osnova
Prvo, hajde da brzo prođemo kroz šta je provodno punilo i zašto je njegova disperzija važna. Konduktivna punila su materijali koji se dodaju u filmsku matricu da daju električnu provodljivost. Uobičajeni tipovi uključuju čađu, ugljične nanocijevi, grafit i metalne čestice. Kada su ovi punioci dobro raspršeni u filmu, oni formiraju kontinuiranu provodnu mrežu, omogućavajući elektronima da slobodno teče i dajući filmu bolja električna svojstva.
Međutim, postizanje dobre disperzije je lakše reći nego učiniti. Ova punila imaju tendenciju aglomeracije zbog svoje visoke površinske energije i van der Waalsovih sila između čestica. Aglomerati mogu poremetiti vodljivu mrežu, što dovodi do neravnomjerne provodljivosti i smanjene performanse električnog vodljivog filma.
Modifikacija površine provodnih punila
Jedan od najefikasnijih načina za poboljšanje disperzije je modifikacija površine provodnih punila. Tretiranjem površine punila možemo smanjiti njihovu površinsku energiju i poboljšati njihovu kompatibilnost sa filmskom matricom.
Postoji nekoliko metoda za modifikaciju površine. Kemijska modifikacija je popularna. Na primjer, možemo koristiti silanska sredstva za spajanje. Ova sredstva imaju dvije funkcionalne grupe: jednu koja može reagirati s površinom punila i drugu koja može komunicirati s polimernom matricom filma. Ovo stvara most između punila i matrice, poboljšavajući njihovu adheziju i disperziju.
Drugi pristup je fizička modifikacija. Premazivanje punila tankim slojem polimera također može pomoći. Polimerni sloj djeluje kao barijera, sprječavajući aglomeraciju punila. Takođe poboljšava vlaženje punila polimernom matricom, olakšavajući bolju disperziju.
Izbor rastvarača i disperzanata
Izbor rastvarača i disperzanata može imati veliki utjecaj na disperziju provodljivih punila. Dobar rastvarač treba da bude u stanju da rastvori polimernu matricu i efikasno navlaži punila. Kada rastvarač dobro navlaži punila, može prodrijeti u aglomerate i razgraditi ih.
Disperzanti, s druge strane, su aditivi koji su posebno dizajnirani da poboljšaju disperziju čestica u tečnom mediju. Djeluju tako što se adsorbiraju na površinu punila i stvaraju odbojnu silu između čestica. Ova sila odbijanja sprečava da se punila ponovo spoje i formiraju aglomerate.
Prilikom odabira disperzanta, moramo uzeti u obzir njegovu kemijsku strukturu, molekularnu težinu i kompatibilnost s rastvaračem i polimernom matricom. Na primjer, ako koristimo nepolarnu polimernu matricu, trebali bismo odabrati nepolarni disperzant.
Tehnike miješanja
Način na koji miješamo provodljiva punila s polimernom matricom također igra vitalnu ulogu u njihovoj disperziji. Postoji nekoliko dostupnih tehnika miješanja, a svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
Mehaničko miješanje je najčešća metoda. Uključuje upotrebu miksera sa visokim smicanjem, kao što je mlin sa tri valjka ili homogenizator velike brzine. Ovi mikseri primenjuju veliku silu smicanja na smešu, razgrađujući aglomerate i dispergujući punila. Međutim, mehaničko miješanje također može uzrokovati oštećenje punila, posebno ako su smične sile previsoke.
Ultrazvučno miješanje je još jedna opcija. Ultrazvučni talasi mogu stvoriti mjehuriće kavitacije u mješavini. Kada se ovi mjehurići kolabiraju, stvaraju udarni talas visoke energije koji može razbiti aglomerate. Ultrazvučno miješanje je nježna metoda koja može postići dobru disperziju bez nanošenja veće štete filerima.
Optimizacija uslova obrade
Uslovi obrade tokom procesa formiranja filma takođe mogu uticati na disperziju provodljivih punila. Temperatura, na primjer, može utjecati na viskozitet polimerne matrice. Ako je temperatura preniska, viskoznost će biti visoka, što otežava raspršivanje punila. S druge strane, ako je temperatura previsoka, može uzrokovati degradaciju polimerne matrice ili punila.
Pritisak je još jedan faktor. Primjena pritiska tokom formiranja filma može pomoći u kompaktiranju punila i smanjenju praznina između njih. Ovo može poboljšati kontinuitet provodljive mreže i poboljšati električnu provodljivost filma.
Relevantnost za druge funkcionalne filmove
Kada je u pitanju proizvodnja električnog provodljivog filma, važno je napomenuti da se mnogi principi o kojima smo raspravljali mogu primijeniti i na druge funkcionalne filmove. Na primjer, uPremaz otporan na plamen, pravilna disperzija aditiva koji usporavaju plamen je ključna za postizanje optimalnih performansi. Slično, uFilm otporan na hrđuiFilm protiv starenja, disperzija relevantnih aditiva može značajno uticati na njihovu efikasnost.
Zaključak
Poboljšanje disperzije provodljivog punila u električnom provodljivom filmu je višestruki izazov koji zahtijeva pažljivo razmatranje različitih faktora. Modifikacija površine, odabir rastvarača i disperzanata, odgovarajuće tehnike miješanja i optimizacija uvjeta obrade igraju važnu ulogu u postizanju dobre disperzije. Obraćajući pažnju na ove aspekte, možemo proizvesti električni provodljivi film s boljim električnim svojstvima i performansama.
Ako ste na tržištu visokokvalitetnog električnog vodljivog filma ili imate bilo kakva pitanja o poboljšanju disperzije provodljivih punila, slobodno se obratite. Tu smo da vam pomognemo da pronađete najbolja rješenja za vaše specifične potrebe. Hajde da razgovaramo i vidimo kako možemo da radimo zajedno da bismo ispunili vaše zahteve.
Reference
- Zhang, L. i Li, S. (2018). Disperzija i poravnanje ugljeničnih nanocevi u polimernoj matrici: pregled. Kompoziti Dio B: Inženjering, 143, 120 - 131.
- Wang, X. i Chen, Y. (2019). Površinska modifikacija čađe za poboljšanje njene disperzije i kompatibilnosti u polimernim kompozitima. Napredak u organskim premazima, 134, 105316.
- Liu, Y., & Wu, Z. (2020). Ultrazvučna disperzija nanočestica u tečnostima: pregled. Journal of Nanoparticle Research, 22(1), 1 - 15.