Página inicial / Notícias / Notícias da indústria / A pasta condutora de negro de fumo tem alta especificidade – o problema pode estar no estágio de dispersão
Notícias da indústria
Grafeno, nanotubos de carbono e negro de fumo condutor são cada vez mais usados em revestimentos condutores, tintas funcionais e pastas à base de água. Mas esses pós formam aglomerados prontamente após entrarem em sistemas líquidos. Se o processo de umedecimento for insuficiente, a dispersão subsequente é facilmente afetada, causando ainda mais alterações na viscosidade da pasta, estado de fluxo não ideal e engrossamento após armazenamento - particularmente ao aumentar o nível de adição de nanomateriais de carbono, à medida que a interação entre partículas se fortalece ainda mais.
Pó difícil de molhar totalmente com líquido
Grafeno 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.
A viscosidade da pasta aumenta com maior conteúdo de sólidos
À medida que a adição de nanomateriais de carbono aumenta, o contato e a interação entre partículas também aumentam - a pasta desenvolve rapidamente espessamento, que é um problema frequentemente enfrentado ao aumentar o conteúdo sólido em pastas condutoras.
Inconsistência de estado entre pasta fresca e armazenada
Algumas pastas apresentam um bom estado logo após a dispersão, mas após repouso por um período desenvolvem alteração de viscosidade, engrossamento ou sedimentação - indicando que embora o pó tenha sido temporariamente quebrado, o estado estável subsequente precisa de ajustes adicionais.
Aplicação de efeitos de estado reológico
As pastas condutoras precisam ter seu estado de fluxo ajustado de acordo com os requisitos do processo de revestimento, pulverização ou impressão. Viscosidade muito alta aumenta a dificuldade de aplicação; o fluxo excessivo pode afetar o espalhamento da pasta no substrato.
Por que aumentar a força de cisalhamento nem sempre resolve o problema
Para pós difíceis de dispersar, como grafeno e nanotubos de carbono, algumas formulações aumentam a RPM ou prolongam o tempo de dispersão para fortalecer a ação mecânica. Esta abordagem pode ajudar a quebrar os aglomerados, mas depois que o pó é separado, ainda é necessário manter um estado disperso relativamente estável. Se as partículas reaglomeram-se prontamente após voltarem ao contato, o simples aumento do tempo de dispersão mecânica não pode alterar fundamentalmente o estado do sistema. Portanto, a dispersão mecânica, a umectação do pó e a estabilização da dispersão precisam ser consideradas em conjunto.
DH-6552W: Dispersante para sistemas de nanomateriais de carbono à base de água
DH-6552W é um dispersante de sistema à base de água que pode ser usado para grafeno, nanotubos de carbono, negro de fumo condutor e pós de negro de fumo de alta área superficial. Para pastas de nanomateriais de carbono à base de água, o pó primeiro precisa ser bem umedecido antes de poder ser posteriormente disperso por ação mecânica. O DH-6552W pode participar desse processo, facilitando a dispersão do pó em meios à base de água.
Em termos de estado pastoso, o produto também pode ajudar o sistema a formar um certo caráter tixotrópico — o que é uma referência útil para formulações que precisam equilibrar a estabilidade estática com a fluidez da aplicação. Além disso, o DH-6552W tem boa compatibilidade com sistemas de resina acrílica, resina epóxi e resina alquídica. Na aplicação real: primeiro permita que o dispersante se misture totalmente com a fase aquosa e, em seguida, adicione gradualmente o pó de nanomaterial de carbono; observe as mudanças de viscosidade durante a dispersão e ajuste a velocidade de adição de acordo; observe também a viscosidade, finura, sedimentação e engrossamento após repouso - não apenas a pasta recém-preparada.
A dificuldade em dispersar grafeno, nanotubos de carbono e negro de fumo condutor está relacionada às suas características de pó e forte tendência de aglomeração. Portanto, o ajuste da formulação para pasta condutora não pode depender apenas do aumento da força de cisalhamento – ele precisa considerar simultaneamente a umectação do pó, o estado de dispersão e a reologia da pasta. O DH-6552W pode ser usado em sistemas de pasta de nanomateriais de carbono à base de água, melhorando a umectação e o estado de dispersão do pó, ao mesmo tempo em que equilibra a tixotropia e o desempenho de armazenamento.
Perguntas frequentes
Melhorar a dispersão do grafeno afeta sua condutividade elétrica no filme curado?
Sim - e o relacionamento é matizado. Uma melhor dispersão individual de flocos de grafeno aumenta a área de superfície condutora disponível e reduz o limiar de percolação (a carga mínima necessária para atingir a condutividade elétrica). No entanto, a condutividade elétrica do grafeno depende do contato entre flocos formando uma rede condutora contínua - se a cobertura do dispersante impedir o contato direto entre flocos com muita eficácia, a condutividade pode ser menor do que o esperado, apesar da boa dispersão. O nível de dispersão ideal para desempenho elétrico é normalmente aquele que produz distribuição uniforme sem separação excessiva, equilibrando a estabilidade da dispersão com o contato entre partículas necessário para a condutividade.
Qual é a diferença nos requisitos de dispersão entre nanotubos de carbono e grafeno em sistemas aquáticos?
Os nanotubos de carbono apresentam um desafio de dispersão diferente do grafeno: sua morfologia fibrosa e de alta proporção cria um forte emaranhamento entre os tubos, tornando muito difícil a separação completa - e o processamento excessivo de alto cisalhamento pode encurtar os tubos, reduzindo seu benefício de condutividade elétrica. Os flocos de grafeno são mais suscetíveis ao empilhamento (reagregação na orientação face a face), o que requer estabilização estérica para evitar. Os dispersantes para nanotubos de carbono normalmente precisam de forte adsorção na parede do tubo para evitar o reagrupamento; aqueles para o grafeno precisam de estabilização estérica eficaz entre as faces dos flocos. DH-6552W é caracterizado por ambos os tipos - a dosagem e o processo ideais para cada um devem ser determinados por avaliação.
