Thuis / Nieuws / Industrie nieuws / Geleidende roetpasta heeft een hoge viscositeit; het probleem ligt mogelijk in de dispersiefase
Industrie nieuws
Grafeen, koolstofnanobuisjes en geleidend carbonzwart worden steeds vaker gebruikt in geleidende coatings, functionele inkten en pasta's op waterbasis. Maar deze poeders vormen gemakkelijk agglomeraten nadat ze in vloeibare systemen zijn terechtgekomen. Als het bevochtigingsproces onvoldoende is, wordt de daaropvolgende dispersie gemakkelijk beïnvloed, wat verdere veranderingen in de viscositeit van de pasta, een niet-ideale vloeitoestand en opnieuw vergroving na opslag veroorzaakt, vooral wanneer het toevoegingsniveau van koolstofnanomateriaal wordt verhoogd, omdat de interactie tussen de deeltjes verder versterkt.
Poeder moeilijk volledig te bevochtigen door vloeistof
Grafeen 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.
De viscositeit van de pasta stijgt bij een hoger vastestofgehalte
Naarmate de toevoeging van koolstofnanomateriaal toeneemt, neemt ook het contact en de interactie tussen de deeltjes toe: de pasta ontwikkelt gemakkelijk verdikking, wat een probleem is dat vaak voorkomt bij het verhogen van het vastestofgehalte in geleidende pasta's.
Toestandsinconsistentie tussen verse en opgeslagen pasta
Sommige pasta's vertonen direct na het dispergeren een goede toestand, maar ontwikkelen na een tijdje staan een viscositeitsverandering, worden opnieuw grof of bezinken - wat aangeeft dat, hoewel het poeder tijdelijk werd opgebroken, de daaropvolgende stabiele toestand verdere aanpassing behoeft.
Reologische toestand beïnvloedt toepassing
Bij geleidende pasta's moet de vloeitoestand worden aangepast aan de eisen van het coating-, spuit- of drukproces. Een te hoge viscositeit vergroot de applicatieproblemen; overmatige vloei kan de verspreiding van de pasta op het substraat beïnvloeden.
Waarom het vergroten van de schuifkracht het probleem niet altijd oplost
Voor moeilijk te dispergeren poeders zoals grafeen en koolstofnanobuisjes verhogen sommige formuleringen het toerental of verlengen de dispersietijd om de mechanische werking te versterken. Deze aanpak kan agglomeraten helpen afbreken, maar nadat het poeder is gescheiden, is het nog steeds nodig om een relatief stabiele gedispergeerde toestand te behouden. Als deeltjes gemakkelijk opnieuw agglomereren nadat ze weer met elkaar in contact zijn gekomen, kan het eenvoudigweg verlengen van de mechanische dispersietijd de systeemtoestand niet fundamenteel veranderen. Daarom moeten mechanische dispersie, poederbevochtiging en dispersiestabilisatie samen worden beschouwd.
DH-6552W: Dispergeermiddel voor watergedragen koolstofnanomateriaalsystemen
DH-6552W is een systeemdispergeermiddel op waterbasis dat kan worden gebruikt voor grafeen, koolstofnanobuisjes, geleidend roet en roetpoeders met een groot oppervlak. Voor pasta's van koolstofnanomateriaal op waterbasis moet het poeder eerst goed worden bevochtigd voordat het door mechanische actie verder kan worden gedispergeerd. DH-6552W kan aan dit proces deelnemen, waardoor poederdispersie in watergedragen media gemakkelijker uit te voeren is.
In termen van pastatoestand kan het product het systeem ook helpen een bepaald thixotroop karakter te vormen – wat een nuttige referentie is voor formuleringen die een evenwicht moeten vinden tussen statische stabiliteit en vloeibaarheid van de applicatie. Bovendien heeft de DH-6552W een goede compatibiliteit met acrylhars-, epoxyhars- en alkydharssystemen. Bij daadwerkelijke toepassing: laat het dispergeermiddel eerst volledig mengen met de waterfase en voeg vervolgens geleidelijk het poeder van koolstofnanomateriaal toe; observeer viscositeitsveranderingen tijdens het dispergeren en pas de toevoegingssnelheid dienovereenkomstig aan; let ook op de viscositeit, fijnheid, bezinking en opnieuw grof worden na staan – niet alleen op de vers bereide pasta.
De moeilijkheid bij het dispergeren van grafeen, koolstofnanobuisjes en geleidend roet houdt verband met hun poedereigenschappen en sterke neiging tot agglomeratie. Daarom kan de aanpassing van de formulering voor geleidende pasta niet alleen berusten op toenemende schuifkracht; er moet tegelijkertijd rekening worden gehouden met de bevochtiging van het poeder, de dispersietoestand en de reologie van de pasta. DH-6552W kan worden gebruikt in pastasystemen van koolstofnanomateriaal op waterbasis, waardoor de poederbevochtiging en dispersietoestand wordt verbeterd en de thixotropie en opslagprestaties in evenwicht worden gebracht.
Veelgestelde vragen
Heeft het verbeteren van de dispersie van grafeen invloed op de elektrische geleidbaarheid in de uitgeharde film?
Ja – en de relatie is genuanceerd. Een betere individuele verspreiding van grafeenvlokken vergroot het beschikbare geleidende oppervlak en verlaagt de percolatiedrempel (de minimale belasting die nodig is om elektrische geleidbaarheid te bereiken). De elektrische geleidbaarheid van grafeen hangt echter af van het contact tussen de vlokken dat een continu geleidend netwerk vormt. Als de dekking van het dispergeermiddel direct contact tussen vlokjes te effectief verhindert, kan de geleidbaarheid ondanks een goede spreiding lager zijn dan verwacht. Het optimale dispersieniveau voor elektrische prestaties is doorgaans een niveau dat een uniforme verdeling produceert zonder overmatige scheiding, waarbij de dispersiestabiliteit in evenwicht wordt gebracht met het contact tussen de deeltjes dat nodig is voor geleidbaarheid.
Wat is het verschil in dispersie-eisen tussen koolstofnanobuisjes en grafeen in watergedragen systemen?
Koolstofnanobuisjes vormen een andere dispersie-uitdaging dan grafeen: hun vezelachtige morfologie met hoge aspectverhouding creëert een sterke verstrengeling tussen buizen, waardoor volledige ontbundeling erg moeilijk wordt - en overmatige verwerking met hoge afschuiving kan de buizen inkorten, waardoor hun voordeel op het gebied van elektrische geleiding wordt verminderd. Grafeenvlokken zijn gevoeliger voor stapeling (heraggregatie in de face-to-face-oriëntatie), waarvoor sterische stabilisatie nodig is om te voorkomen. Dispergeermiddelen voor koolstofnanobuisjes hebben doorgaans een sterke adsorptie aan de buiswand nodig om herbundeling te voorkomen; die voor grafeen hebben effectieve sterische stabilisatie tussen vlokvlakken nodig. DH-6552W wordt voor beide typen gekenmerkt – de optimale dosering en het optimale proces voor elk moeten worden bepaald door evaluatie.
