Domů / Novinky / Novinky z oboru / Vodivá sazí pasta má vysokou viskozitu – problém může být ve fázi disperze
Novinky z oboru
Grafen, uhlíkové nanotrubice a vodivé saze se stále častěji používají ve vodivých nátěrech, funkčních inkoustech a pastách na vodní bázi. Tyto prášky však po vstupu do kapalných systémů snadno tvoří aglomeráty. Pokud je proces smáčení nedostatečný, snadno se ovlivní následná disperze, což dále způsobí změny viskozity pasty, neideální stav toku a opětovné zhrubnutí po skladování – zejména při zvýšení úrovně přidání uhlíkových nanomateriálů, protože interakce mezi částicemi se dále posiluje.
Prášek je obtížné plně smáčet kapalinou
Grafen 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.
Viskozita pasty se zvyšuje s vyšším obsahem pevných látek
S rostoucím přídavkem uhlíkových nanomateriálů se také zvyšuje mezičásticový kontakt a interakce – pasta snadno zhoustne, což je problém, kterému často čelíme při zvyšování obsahu pevných látek ve vodivých pastách.
Nekonzistence stavu mezi čerstvou a skladovanou pastou
Některé pasty vykazují dobrý stav ihned po dispergování, ale po určitém stání dochází ke změně viskozity, opětovnému zhrubnutí nebo usazení – což naznačuje, že ačkoli byl prášek dočasně rozdrcen, následný stabilní stav vyžaduje další úpravu.
Reologický stav ovlivňuje aplikaci
Vodivé pasty potřebují svůj stav toku upravit podle požadavků na proces lakování, nástřiku nebo tisku. Příliš vysoká viskozita zvyšuje obtížnost aplikace; nadměrný průtok může ovlivnit roztírání pasty na podkladu.
Proč zvýšení smykové síly ne vždy problém vyřeší
U obtížně dispergovatelných prášků, jako jsou grafen a uhlíkové nanotrubice, některé formulace zvyšují otáčky za minutu nebo prodlužují dobu disperze, aby se posílilo mechanické působení. Tento přístup může napomoci rozpadu aglomerátů, ale po oddělení prášku je stále potřeba udržovat relativně stabilní dispergovaný stav. Pokud se částice po opětovném kontaktu snadno znovu aglomerují, pouhé prodloužení doby mechanické disperze nemůže zásadně změnit stav systému. Proto je třeba mechanickou disperzi, smáčení prášku a stabilizaci disperze posuzovat společně.
DH-6552W: Dispergační prostředek pro vodní uhlíkové nanomateriály
DH-6552W je vodou ředitelný systémový dispergační prostředek, který lze použít pro grafen, uhlíkové nanotrubice, vodivé saze a práškové saze s velkým povrchem. U vodních uhlíkových nanomateriálových past musí být prášek nejprve dobře navlhčen, než může být dále dispergován mechanickým působením. DH-6552W se může účastnit tohoto procesu, což usnadňuje provádění disperze prášku ve vodním médiu.
Pokud jde o stav pasty, může produkt také pomoci systému vytvořit určitý tixotropní charakter — což je užitečná reference pro formulace, které potřebují vyvážit statickou stabilitu a tekutost při aplikaci. Kromě toho má DH-6552W dobrou kompatibilitu se systémy akrylové pryskyřice, epoxidové pryskyřice a alkydové pryskyřice. Při skutečné aplikaci: nejprve nechte dispergační činidlo plně promíchat s vodnou fází, poté postupně přidejte prášek uhlíkového nanomateriálu; pozorovat změny viskozity během disperze a podle toho upravit rychlost přidávání; také pozorujte viskozitu, jemnost, usazování a opětovné zhrubnutí po odstátí – nejen čerstvě připravené pasty.
Obtížnost disperze grafenu, uhlíkových nanotrubic a vodivých sazí souvisí s jejich práškovými charakteristikami a silnou tendencí k aglomeraci. Úprava složení pro vodivou pastu se proto nemůže spoléhat pouze na zvyšující se smykovou sílu – je třeba současně vzít v úvahu smáčení prášku, stav disperze a reologii pasty. DH-6552W lze použít ve vodních systémech pasty z uhlíkových nanomateriálů, které zlepšují smáčení prášku a stav disperze a zároveň vyvažují tixotropii a skladovací výkon.
Často kladené otázky
Ovlivňuje zlepšení disperze grafenu jeho elektrickou vodivost ve vytvrzeném filmu?
Ano - a vztah je nuance. Lepší individuální disperze vloček grafenu zvyšuje dostupnou plochu vodivého povrchu a snižuje práh perkolace (minimální zatížení potřebné k dosažení elektrické vodivosti). Elektrická vodivost grafenu však závisí na mezivločkovém kontaktu tvořícím souvislou vodivou síť – pokud pokrytí disperzantem příliš účinně brání přímému kontaktu vločka na vločku, vodivost může být i přes dobrou disperzi nižší, než se očekávalo. Optimální úroveň disperze pro elektrický výkon je typicky taková, která vytváří rovnoměrnou distribuci bez nadměrné separace, čímž se vyrovnává stabilita disperze s mezičásticovým kontaktem potřebným pro vodivost.
Jaký je rozdíl v požadavcích na disperzi mezi uhlíkovými nanotrubicemi a grafenem ve vodních systémech?
Uhlíkové nanotrubice představují odlišnou disperzní výzvu než grafen: jejich vláknitá morfologie s vysokým poměrem stran vytváří silné zapletení mezi trubicemi, což velmi ztěžuje úplné oddělení svazků – a nadměrné zpracování s vysokým střihem může trubice zkrátit a snížit jejich přínos z elektrické vodivosti. Vločky grafenu jsou náchylnější ke stohování (reagregace v orientaci tváří v tvář), což vyžaduje sterickou stabilizaci, aby se zabránilo. Dispergační prostředky pro uhlíkové nanotrubice obvykle potřebují silnou adsorpci na stěně trubky, aby se zabránilo opětovnému shlukování; ty pro grafen potřebují účinnou sterickou stabilizaci mezi plochami vloček. DH-6552W je charakterizován pro oba typy — optimální dávkování a proces pro každý z nich by měly být určeny vyhodnocením.
