Здравейте! Като доставчик на електропроводимо фолио, напоследък получавам много въпроси относно това как да подобря дисперсията на проводимия пълнител в тези фолиа. Това е ключов аспект, който може значително да повлияе на работата на електропроводимото фолио. Така че реших да споделя някои прозрения по тази тема.
Разбиране на основите
Първо, нека бързо да разгледаме какво представлява проводящият пълнител и защо неговата дисперсия има значение. Проводимите пълнители са материали, добавени към матрицата на филма, за да придадат електрическа проводимост. Често срещаните видове включват сажди, въглеродни нанотръби, графит и метални частици. Когато тези пълнители са добре диспергирани във филма, те образуват непрекъсната проводяща мрежа, позволяваща на електроните да протичат свободно и придават на филма по-добри електрически свойства.
Постигането на добра дисперсия обаче е по-лесно да се каже, отколкото да се направи. Тези пълнители са склонни да се агломерират поради тяхната висока повърхностна енергия и ван дер Ваалсови сили между частиците. Агломератите могат да нарушат проводящата мрежа, което води до неравномерна проводимост и намалена производителност на електропроводимия филм.
Повърхностна модификация на проводими пълнители
Един от най-ефективните начини за подобряване на дисперсията е чрез повърхностна модификация на проводимите пълнители. Чрез обработка на повърхността на пълнителите можем да намалим тяхната повърхностна енергия и да подобрим тяхната съвместимост с матрицата на филма.
Има няколко метода за модифициране на повърхността. Химическата модификация е популярна. Например, можем да използваме силанови свързващи агенти. Тези агенти имат две функционални групи: една, която може да реагира с повърхността на пълнителя, и друга, която може да взаимодейства с полимерната матрица на филма. Това създава мост между пълнителя и матрицата, подобрявайки тяхната адхезия и дисперсия.
Друг подход е физическата модификация. Покриването на пълнителите с тънък слой полимер също може да помогне. Полимерният слой действа като бариера, предотвратявайки агломерирането на пълнителите. Той също така подобрява омокрянето на пълнителите от полимерната матрица, улеснявайки по-доброто разпръскване.
Избор на разтворители и дисперсанти
Изборът на разтворители и дисперсанти може да има огромно влияние върху дисперсията на проводящите пълнители. Един добър разтворител трябва да е в състояние да разтвори полимерната матрица и да намокри ефективно пълнителите. Когато разтворителят намокри добре пълнителите, той може да проникне в агломератите и да ги разруши.
Дисперсантите, от друга страна, са добавки, които са специално предназначени да подобрят дисперсията на частиците в течна среда. Те действат чрез адсорбиране върху повърхността на пълнителите и създаване на отблъскваща сила между частиците. Тази отблъскваща сила не позволява на пълнителите да се съберат отново и да образуват агломерати.
Когато избираме дисперсант, трябва да вземем предвид неговата химична структура, молекулно тегло и съвместимост с разтворителя и полимерната матрица. Например, ако използваме неполярна полимерна матрица, трябва да изберем неполярен дисперсант.
Техники на смесване
Начинът, по който смесваме проводимите пълнители с полимерната матрица, също играе жизненоважна роля за тяхното разпръскване. Има няколко налични техники за смесване и всяка от тях има своите предимства и недостатъци.
Механичното смесване е най-разпространеният метод. Това включва използване на миксери с висока скорост на срязване, като например триролкова мелница или високоскоростен хомогенизатор. Тези миксери прилагат висока сила на срязване към сместа, разграждайки агломератите и разпръсквайки пълнителите. Въпреки това, механичното смесване може също да причини повреда на пълнителите, особено ако силите на срязване са твърде големи.
Друг вариант е ултразвуковото смесване. Ултразвуковите вълни могат да създадат кавитационни мехурчета в сместа. Когато тези мехурчета се срутят, те генерират ударна вълна с висока енергия, която може да разруши агломератите. Ултразвуковото смесване е нежен метод, който може да постигне добра дисперсия, без да причинява много щети на пълнителите.
Оптимизиране на условията за обработка
Условията на обработка по време на процеса на образуване на филм също могат да повлияят на дисперсията на проводимите пълнители. Температурата, например, може да повлияе на вискозитета на полимерната матрица. Ако температурата е твърде ниска, вискозитетът ще бъде висок, което ще затрудни диспергирането на пълнителите. От друга страна, ако температурата е твърде висока, това може да причини разграждане на полимерната матрица или пълнителите.
Натискът е друг фактор. Прилагането на натиск по време на образуването на филм може да помогне за уплътняване на пълнителите и намаляване на кухините между тях. Това може да подобри непрекъснатостта на проводящата мрежа и да подобри електрическата проводимост на филма.
Съответствие с други функционални филми
Що се отнася до производството на електропроводимо фолио, важно е да се отбележи, че много от принципите, които обсъдихме, могат да бъдат приложени и към други функционални фолиа. Например, вОгнеупорно покритие, правилното разпръскване на добавките, забавящи горенето, е от решаващо значение за постигане на оптимална производителност. По същия начин, вУстойчиво на ръжда фолиоиФилм против стареене, дисперсията на съответните добавки може значително да повлияе на тяхната ефективност.
Заключение
Подобряването на дисперсията на проводимия пълнител в електропроводимия филм е многостранно предизвикателство, което изисква внимателно разглеждане на различни фактори. Повърхностната модификация, подборът на разтворители и дисперсанти, подходящите техники на смесване и оптимизирането на условията на обработка играят важна роля за постигане на добра дисперсия. Като обръщаме внимание на тези аспекти, можем да произвеждаме електропроводимо фолио с по-добри електрически свойства и производителност.
Ако сте на пазара за висококачествено електропроводимо фолио или имате някакви въпроси относно подобряването на дисперсията на проводимите пълнители, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите най-добрите решения за вашите специфични нужди. Нека да поговорим и да видим как можем да работим заедно, за да отговорим на вашите изисквания.
Референции
- Джан, Л. и Ли, С. (2018). Дисперсия и подреждане на въглеродни нанотръби в полимерна матрица: преглед. Композити, част B: Инженерство, 143, 120 - 131.
- Wang, X., & Chen, Y. (2019). Повърхностна модификация на саждите за подобряване на тяхната дисперсия и съвместимост в полимерни композити. Напредък в органичните покрития, 134, 105316.
- Liu, Y., & Wu, Z. (2020). Ултразвукова дисперсия на наночастици в течности: преглед. Journal of Nanoparticle Research, 22 (1), 1 - 15.