Casa / Novità / Novità del settore / La pasta conduttiva di nerofumo ha un'elevata viscosità: il problema potrebbe trovarsi nella fase di dispersione
Novità del settore
Il grafene, i nanotubi di carbonio e il nerofumo conduttivo sono sempre più utilizzati nei rivestimenti conduttivi, negli inchiostri funzionali e nelle paste a base acquosa. Ma queste polveri formano facilmente agglomerati dopo essere entrate nei sistemi liquidi. Se il processo di bagnatura è insufficiente, la successiva dispersione viene facilmente influenzata, causando ulteriori cambiamenti nella viscosità della pasta, uno stato di flusso non ideale e un nuovo ingrossamento dopo lo stoccaggio, in particolare quando si aumenta il livello di aggiunta di nanomateriale di carbonio, poiché l’interazione tra le particelle si rafforza ulteriormente.
Polvere difficile da bagnare completamente con il liquido
Grafene and carbon nanotubes have large specific surface areas and readily agglomerate in waterborne systems. If the powder surface is not fully wetted, the effect of mechanical dispersion is also easily limited.
La viscosità della pasta aumenta con un contenuto solido più elevato
Con l’aumento dell’aggiunta di nanomateriali di carbonio, aumentano anche il contatto e l’interazione tra le particelle: la pasta sviluppa facilmente un ispessimento, che è un problema spesso affrontato quando si aumenta il contenuto solido nelle paste conduttive.
Incoerenza di stato tra pasta fresca e pasta conservata
Alcune paste mostrano un buono stato subito dopo la dispersione, ma dopo essere rimaste per un periodo sviluppano un cambiamento di viscosità, un nuovo ingrossamento o una sedimentazione, indicando che sebbene la polvere sia stata temporaneamente disgregata, il successivo stato stabile necessita di un ulteriore aggiustamento.
Lo stato reologico influisce sull'applicazione
Le paste conduttive necessitano di uno stato di flusso regolato in base ai requisiti del processo di rivestimento, spruzzatura o stampa. Una viscosità troppo elevata aumenta la difficoltà di applicazione; un flusso eccessivo può compromettere la distribuzione della pasta sul substrato.
Perché aumentare la forza di taglio non sempre risolve il problema
Per le polveri difficili da disperdere come il grafene e i nanotubi di carbonio, alcune formulazioni aumentano l'RPM o estendono il tempo di dispersione per rafforzare l'azione meccanica. Questo approccio può aiutare la disgregazione degli agglomerati, ma dopo che la polvere è stata separata, è ancora necessario mantenere uno stato disperso relativamente stabile. Se le particelle si riagglomerano facilmente dopo essere tornate in contatto, il semplice aumento del tempo di dispersione meccanica non può modificare radicalmente lo stato del sistema. Pertanto, la dispersione meccanica, la bagnatura della polvere e la stabilizzazione della dispersione devono essere considerate insieme.
DH-6552W: disperdente per sistemi di nanomateriali di carbonio a base acquosa
DH-6552W è un disperdente di sistema a base acquosa che può essere utilizzato per grafene, nanotubi di carbonio, nero di carbonio conduttivo e polveri di nero di carbonio ad elevata area superficiale. Per le paste di nanomateriali di carbonio a base acquosa, la polvere deve prima essere ben bagnata prima di poter essere ulteriormente dispersa attraverso l'azione meccanica. DH-6552W può partecipare a questo processo, rendendo più semplice la dispersione della polvere nei mezzi a base acquosa.
In termini di stato pastoso, il prodotto può anche aiutare il sistema a sviluppare un certo carattere tixotropico, che rappresenta un utile riferimento per le formulazioni che devono bilanciare la stabilità statica con la fluidità dell'applicazione. Inoltre, DH-6552W ha una buona compatibilità con i sistemi di resina acrilica, resina epossidica e resina alchidica. Nell'applicazione reale: lasciare prima che il disperdente si mescoli completamente con la fase acquosa, quindi aggiungere gradualmente la polvere di nanomateriale di carbonio; osservare i cambiamenti di viscosità durante la dispersione e regolare di conseguenza la velocità di aggiunta; osservare anche la viscosità, la finezza, la sedimentazione e il rassodamento dopo il riposo, non solo la pasta appena preparata.
La difficoltà nel disperdere il grafene, i nanotubi di carbonio e il nerofumo conduttivo è legata alle caratteristiche della polvere e alla forte tendenza all'agglomerazione. Pertanto, la regolazione della formulazione della pasta conduttiva non può basarsi solo sull’aumento della forza di taglio: deve considerare contemporaneamente la bagnatura della polvere, lo stato di dispersione e la reologia della pasta. DH-6552W può essere utilizzato in sistemi di pasta di nanomateriali di carbonio a base acquosa, migliorando la bagnatura della polvere e lo stato di dispersione bilanciando al tempo stesso la tissotropia e le prestazioni di stoccaggio.
Domande frequenti
Il miglioramento della dispersione del grafene influisce sulla sua conduttività elettrica nel film polimerizzato?
Sì, e la relazione è sfumata. Una migliore dispersione dei singoli fiocchi di grafene aumenta la superficie conduttiva disponibile e riduce la soglia di percolazione (il carico minimo necessario per ottenere la conduttività elettrica). Tuttavia, la conduttività elettrica del grafene dipende dal contatto tra scaglie che forma una rete conduttiva continua: se la copertura disperdente impedisce il contatto diretto tra scaglie in modo troppo efficace, la conduttività potrebbe essere inferiore al previsto nonostante la buona dispersione. Il livello di dispersione ottimale per le prestazioni elettriche è tipicamente quello che produce una distribuzione uniforme senza eccessiva separazione, bilanciando la stabilità della dispersione con il contatto interparticellare necessario per la conduttività.
Qual è la differenza nei requisiti di dispersione tra nanotubi di carbonio e grafene nei sistemi a base acquosa?
I nanotubi di carbonio presentano una sfida di dispersione diversa rispetto al grafene: la loro morfologia fibrosa e ad alto rapporto d’aspetto crea un forte intreccio tra i tubi, rendendo molto difficile il disaggregamento completo – e un’eccessiva lavorazione ad alto taglio può accorciare i tubi, riducendo il loro beneficio di conduttività elettrica. I fiocchi di grafene sono più suscettibili all'impilamento (riaggregazione nell'orientamento faccia a faccia), che richiede la stabilizzazione sterica per prevenirlo. I disperdenti per i nanotubi di carbonio necessitano tipicamente di un forte assorbimento sulla parete del tubo per evitare il riaggregamento; quelli per il grafene necessitano di un'efficace stabilizzazione sterica tra le facce delle scaglie. DH-6552W è caratterizzato per entrambi i tipi: il dosaggio e il processo ottimali per ciascuno dovrebbero essere determinati mediante valutazione.
