Bok tamo! Kao dobavljač električnog vodljivog filma, u zadnje vrijeme dobivam puno pitanja o tome kako poboljšati disperziju vodljivog punila u ovim filmovima. To je ključni aspekt koji može značajno utjecati na performanse električno vodljivog filma. Pa sam mislio podijeliti neke uvide o ovoj temi.
Razumijevanje osnova
Prije svega, idemo brzo proći kroz to što je vodljivo punilo i zašto je njegova disperzija važna. Vodljiva punila su materijali koji se dodaju matrici filma kako bi se postigla električna vodljivost. Uobičajene vrste uključuju čađu, ugljikove nanocijevi, grafit i metalne čestice. Kada su ta punila dobro - raspršena u filmu, tvore kontinuiranu vodljivu mrežu, dopuštajući elektronima da slobodno teku i daju filmu bolja električna svojstva.
Međutim, postizanje dobre disperzije lakše je reći nego učiniti. Ova punila imaju tendenciju aglomeriranja zbog svoje visoke površinske energije i van der Waalsovih sila između čestica. Aglomerati mogu poremetiti vodljivu mrežu, što dovodi do nejednake vodljivosti i smanjene učinkovitosti električno vodljivog filma.
Modifikacija površine vodljivih punila
Jedan od najučinkovitijih načina poboljšanja disperzije je modifikacija površine vodljivih punila. Obradom površine punila možemo smanjiti njihovu površinsku energiju i poboljšati njihovu kompatibilnost s matricom filma.
Postoji nekoliko metoda modifikacije površine. Kemijska modifikacija je popularna. Na primjer, možemo koristiti sredstva za spajanje silana. Ova sredstva imaju dvije funkcionalne skupine: 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. Oblaganje punila tankim slojem polimera također može pomoći. Polimerni sloj djeluje kao barijera, sprječavajući aglomeraciju punila. Također poboljšava vlaženje punila polimernom matricom, olakšavajući bolju disperziju.
Odabir otapala i disperzanata
Izbor otapala i disperzanata može imati veliki utjecaj na disperziju vodljivih punila. Dobro otapalo trebalo bi moći otopiti polimernu matricu i učinkovito smočiti punila. Kada otapalo dobro namoči punila, može prodrijeti u aglomerate i razgraditi ih.
S druge strane, sredstva za raspršivanje su aditivi koji su posebno dizajnirani za poboljšanje disperzije čestica u tekućem mediju. Djeluju tako da se adsorbiraju na površinu punila i stvaraju odbojnu silu između čestica. Ova odbojna sila sprječava ponovno spajanje punila i stvaranje aglomerata.
Pri odabiru disperzanta moramo uzeti u obzir njegovu kemijsku strukturu, molekularnu težinu i kompatibilnost s otapalom i polimernom matricom. Na primjer, ako koristimo nepolarnu polimernu matricu, trebali bismo odabrati nepolarni disperzant.
Tehnike miješanja
Način na koji miješamo vodljiva punila s polimernom matricom također igra ključnu ulogu u njihovoj disperziji. Postoji nekoliko dostupnih tehnika miješanja, a svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
Mehaničko miješanje je najčešći način. Uključuje korištenje miksera s velikim smicanjem, poput mlina s tri valjka ili homogenizatora velike brzine. Ove miješalice primjenjuju veliku silu smicanja na smjesu, razbijajući aglomerate i raspršujući punila. Međutim, mehaničko miješanje također može uzrokovati oštećenje punila, osobito ako su sile smicanja prevelike.
Ultrazvučno miješanje je još jedna mogućnost. Ultrazvučni valovi mogu stvoriti kavitacijske mjehuriće u smjesi. Kada se ti mjehurići kolabiraju, stvaraju visokoenergetski udarni val koji može razbiti aglomerate. Ultrazvučno miješanje je nježna metoda kojom se može postići dobra disperzija bez većeg oštećenja punila.
Optimizacija uvjeta obrade
Uvjeti obrade tijekom procesa stvaranja filma također mogu utjecati na disperziju vodljivih punila. Temperatura, na primjer, može utjecati na viskoznost 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 tijekom stvaranja filma može pomoći u zbijanju punila i smanjenju šupljina između njih. To može poboljšati kontinuitet vodljive mreže i povećati električnu vodljivost filma.
Relevantnost za druge funkcionalne filmove
Kada je riječ o proizvodnji elektrovodljivog filma, važno je napomenuti da se mnoga načela o kojima smo govorili mogu primijeniti i na druge funkcionalne filmove. Na primjer, uPremaz za usporavanje plamena, pravilna disperzija aditiva za usporavanje plamena ključna je za postizanje optimalne učinkovitosti. Slično tome, uFilm otporan na hrđuiFilm protiv starenja, disperzija relevantnih aditiva može uvelike utjecati na njihovu učinkovitost.
Zaključak
Poboljšanje disperzije vodljivog punila u električno vodljivom filmu višestruk je izazov koji zahtijeva pažljivo razmatranje različitih čimbenika. Modifikacija površine, izbor otapala i disperzanata, odgovarajuće tehnike miješanja i optimizacija uvjeta obrade igraju važnu ulogu u postizanju dobre disperzije. Obraćajući pozornost na ove aspekte, možemo proizvesti električni vodljivi film s boljim električnim svojstvima i performansama.
Ako tražite visokokvalitetnu elektrovodljivu foliju ili imate pitanja o poboljšanju disperzije vodljivih punila, slobodno nam se obratite. Ovdje smo da vam pomognemo pronaći najbolja rješenja za vaše specifične potrebe. Hajdemo popričati i vidjeti kako možemo raditi zajedno kako bismo ispunili vaše zahtjeve.
Reference
- Zhang, L. i Li, S. (2018). Disperzija i poravnanje ugljikovih nanocijevi u polimernoj matrici: pregled. Kompoziti, dio B: Inženjerstvo, 143, 120 - 131.
- Wang, X. i Chen, Y. (2019). Modifikacija površine čađe za poboljšanje njezine disperzije i kompatibilnosti u polimernim kompozitima. Progress in Organic Coatings, 134, 105316.
- Liu, Y. i Wu, Z. (2020). Ultrazvučna disperzija nanočestica u tekućinama: pregled. Journal of Nanoparticle Research, 22(1), 1 - 15.