چگونه می توان پراکندگی پرکننده رسانا را در فیلم رسانای الکتریکی بهبود بخشید؟

سلام! به عنوان تامین کننده فیلم رسانای الکتریکی، اخیراً سوالات زیادی در مورد چگونگی بهبود پراکندگی پرکننده رسانا در این فیلم ها دریافت کرده ام. این یک جنبه حیاتی است که می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد فیلم رسانای الکتریکی تأثیر بگذارد. بنابراین، فکر کردم که برخی از بینش ها را در مورد این موضوع به اشتراک بگذارم.

درک اصول

ابتدا اجازه دهید به سرعت به این موضوع بپردازیم که پرکننده رسانا چیست و چرا پراکندگی آن اهمیت دارد. پرکننده های رسانا موادی هستند که به ماتریس فیلم اضافه می شوند تا رسانایی الکتریکی ایجاد کنند. انواع متداول عبارتند از کربن سیاه، نانولوله های کربنی، گرافیت و ذرات فلز. هنگامی که این پرکننده ها به خوبی در فیلم پراکنده شوند، یک شبکه رسانای پیوسته تشکیل می دهند که به الکترون ها اجازه می دهد آزادانه جریان داشته باشند و خواص الکتریکی بهتری به فیلم می دهند.

با این حال، دستیابی به پراکندگی خوب ساده تر از انجام آن است. این پرکننده ها به دلیل انرژی بالای سطحی و نیروهای واندروالسی بین ذرات، تمایل به تجمع دارند. آگلومره ها می توانند شبکه رسانا را مختل کنند که منجر به هدایت ناهموار و کاهش عملکرد فیلم رسانای الکتریکی شود.

اصلاح سطح پرکننده های رسانا

یکی از مؤثرترین راه‌ها برای بهبود پراکندگی، اصلاح سطح پرکننده‌های رسانا است. با پردازش سطح پرکننده‌ها، می‌توان انرژی سطحی آن‌ها را کاهش داد و سازگاری آن‌ها با ماتریس فیلم را بهبود بخشید.

روش های مختلفی برای اصلاح سطح وجود دارد. اصلاح شیمیایی یکی از رایج ترین موارد است. به عنوان مثال، می توانیم از عوامل جفت کننده سیلان استفاده کنیم. این عوامل دارای دو گروه عملکردی هستند: یکی که می تواند با سطح پرکننده واکنش دهد و دیگری که می تواند با ماتریس پلیمری فیلم تعامل کند. این یک پلی بین پرکننده و ماتریس ایجاد می کند و چسبندگی و پراکندگی آنها را بهبود می بخشد.

روش دیگر اصلاح فیزیکی است. پوشاندن پرکننده ها با یک لایه نازک پلیمر نیز می تواند کمک کننده باشد. لایه پلیمری به عنوان یک مانع عمل می کند و از تجمع پرکننده ها جلوگیری می کند. همچنین خیس شدن پرکننده ها توسط ماتریس پلیمری را بهبود می بخشد و پراکندگی بهتر را تسهیل می کند.

انتخاب حلال ها و پراکنده ها

انتخاب حلال ها و پراکنده ها می تواند تاثیر زیادی بر پراکندگی پرکننده های رسانا داشته باشد. یک حلال خوب باید بتواند ماتریس پلیمری را حل کرده و پرکننده ها را به طور موثر خیس کند. هنگامی که حلال به خوبی فیلرها را خیس می کند، می تواند به داخل آگلومراها نفوذ کرده و آنها را تجزیه کند.

از سوی دیگر، پراکنده کننده ها افزودنی هایی هستند که به طور خاص برای بهبود پراکندگی ذرات در یک محیط مایع طراحی شده اند. آنها با جذب روی سطح پرکننده ها و ایجاد نیروی دافعه بین ذرات کار می کنند. این نیروی دافعه مانع از برگشت پرکننده ها به هم و تشکیل آگلومرا می شود.

هنگام انتخاب یک پراکنده، باید ساختار شیمیایی، وزن مولکولی و سازگاری آن با حلال و ماتریس پلیمری را در نظر بگیریم. به عنوان مثال، اگر از ماتریس پلیمری غیر قطبی استفاده می کنیم، باید یک پراکنده غیر قطبی انتخاب کنیم.

تکنیک های اختلاط

روشی که ما پرکننده‌های رسانا را با ماتریس پلیمری مخلوط می‌کنیم نیز نقش حیاتی در پراکندگی آنها دارد. چندین تکنیک اختلاط موجود است و هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

اختلاط مکانیکی رایج ترین روش است. این شامل استفاده از میکسرهای با برش بالا، مانند آسیاب سه رول یا هموژنایزر با سرعت بالا است. این میکسرها نیروی برشی بالایی را به مخلوط اعمال می کنند و آگلومراها را می شکنند و پرکننده ها را پراکنده می کنند. با این حال، اختلاط مکانیکی نیز می تواند باعث آسیب به پرکننده ها شود، به خصوص اگر نیروهای برشی خیلی زیاد باشند.

اختلاط اولتراسونیک گزینه دیگری است. امواج اولتراسونیک می تواند حباب های کاویتاسیون را در مخلوط ایجاد کند. هنگامی که این حباب ها فرو می ریزند، موج ضربه ای با انرژی بالا تولید می کنند که می تواند توده ها را از هم جدا کند. اختلاط اولتراسونیک روشی ملایم است که می‌تواند به پراکندگی خوبی بدون آسیب رساندن به پرکننده‌ها دست یابد.

بهینه سازی شرایط پردازش

شرایط پردازش در طول فرآیند تشکیل فیلم نیز می تواند بر پراکندگی پرکننده های رسانا تأثیر بگذارد. برای مثال، دما می تواند بر ویسکوزیته ماتریس پلیمری تأثیر بگذارد. اگر دما خیلی پایین باشد، ویسکوزیته بالا خواهد بود و پراکندگی پرکننده ها را دشوار می کند. از طرف دیگر، اگر دما خیلی بالا باشد، می تواند باعث تخریب ماتریس پلیمری یا پرکننده ها شود.

فشار عامل دیگری است. اعمال فشار در طول تشکیل فیلم می تواند به فشرده سازی پرکننده ها و کاهش فضای خالی بین آنها کمک کند. این می تواند تداوم شبکه رسانا را بهبود بخشد و رسانایی الکتریکی فیلم را افزایش دهد.

ارتباط با سایر فیلم های کاربردی

وقتی صحبت از تولید فیلم رسانای الکتریکی می شود، توجه به این نکته مهم است که بسیاری از اصولی که در مورد آنها بحث کردیم، می توانند برای فیلم های کاربردی دیگر نیز اعمال شوند. به عنوان مثال، درپوشش ضد شعلهپراکندگی مناسب افزودنی های بازدارنده شعله برای دستیابی به عملکرد مطلوب بسیار مهم است. به طور مشابه، درفیلم مقاوم در برابر زنگ زدگیوفیلم ضد پیری، پراکندگی افزودنی های مربوطه می تواند تأثیر زیادی بر اثربخشی آنها بگذارد.

نتیجه گیری

بهبود پراکندگی پرکننده رسانا در فیلم رسانای الکتریکی یک چالش چند وجهی است که نیازمند بررسی دقیق عوامل مختلف است. اصلاح سطح، انتخاب حلال‌ها و پراکنده‌کننده‌ها، تکنیک‌های اختلاط مناسب و بهینه‌سازی شرایط پردازش، همگی نقش مهمی در دستیابی به پراکندگی خوب دارند. با توجه به این جنبه ها می توانیم فیلم رسانای الکتریکی با خواص الکتریکی و عملکرد بهتر تولید کنیم.

اگر در بازار فیلم رسانای الکتریکی با کیفیت بالا هستید یا در مورد بهبود پراکندگی پرکننده‌های رسانا سؤالی دارید، با خیال راحت تماس بگیرید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا بهترین راه حل ها را برای نیازهای خاص خود پیدا کنید. بیایید گپ بزنیم و ببینیم چگونه می توانیم با هم کار کنیم تا نیازهای شما را برآورده کنیم.

مراجع

• Zhang, L., & Li, S. (2018). پراکندگی و تراز نانولوله های کربنی در ماتریس پلیمری: بررسی کامپوزیت ها قسمت ب: مهندسی، 143، 120 - 131.
• وانگ، ایکس، و چن، ی. (2019). اصلاح سطح کربن سیاه برای بهبود پراکندگی و سازگاری آن در کامپوزیت های پلیمری. پیشرفت در پوشش های آلی، 134، 105316.
• لیو، ی.، و وو، زی (2020). پراکندگی اولتراسونیک نانوذرات در مایعات: بررسی مجله تحقیقات نانوذرات، 22(1)، 1 - 15.