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Accueil / Actualités / Actualités de l'industrie / La pâte conductrice de noir de carbone a une viscosité élevée – le problème peut résider dans la phase de dispersion
Actualités de l'industrie
Le graphène, les nanotubes de carbone et le noir de carbone conducteur sont de plus en plus utilisés dans les revêtements conducteurs, les encres fonctionnelles et les pâtes à base d'eau. Mais ces poudres forment facilement des agglomérats après avoir pénétré dans les systèmes liquides. Si le processus de mouillage est insuffisant, la dispersion ultérieure est facilement affectée, provoquant en outre des changements de viscosité de la pâte, un état d'écoulement non idéal et un nouveau grossissement après le stockage, en particulier lors de l'augmentation du niveau d'ajout de nanomatériaux de carbone, à mesure que l'interaction entre les particules se renforce encore.
Poudre difficile à mouiller complètement par un liquide
Graphène 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 viscosité de la pâte augmente avec une teneur en solides plus élevée
À mesure que l’ajout de nanomatériaux de carbone augmente, le contact et l’interaction entre les particules augmentent également : la pâte développe facilement un épaississement, ce qui est un problème fréquemment rencontré lors de l’augmentation de la teneur en solides des pâtes conductrices.
Incohérence d'état entre la pâte fraîche et stockée
Certaines pâtes présentent un bon état juste après la dispersion, mais après un certain temps de repos, elles développent un changement de viscosité, un nouveau grossissement ou une décantation, ce qui indique que même si la poudre a été temporairement brisée, l'état stable ultérieur nécessite un ajustement supplémentaire.
L'état rhéologique affecte l'application
Les pâtes conductrices doivent avoir un état d'écoulement ajusté en fonction des exigences du processus de revêtement, de pulvérisation ou d'impression. Une viscosité trop élevée augmente la difficulté d'application ; un écoulement excessif peut affecter l'étalement de la pâte sur le support.
Pourquoi l'augmentation de la force de cisaillement ne résout pas toujours le problème
Pour les poudres difficiles à disperser telles que le graphène et les nanotubes de carbone, certaines formulations augmentent le RPM ou prolongent le temps de dispersion pour renforcer l'action mécanique. Cette approche peut aider les agglomérats à se décomposer, mais une fois la poudre séparée, le maintien d'un état dispersé relativement stable est toujours nécessaire. Si les particules se réagglomèrent facilement après être revenues en contact, la simple augmentation du temps de dispersion mécanique ne peut pas changer fondamentalement l’état du système. Par conséquent, la dispersion mécanique, le mouillage de la poudre et la stabilisation de la dispersion doivent être considérés ensemble.
DH-6552W : Dispersant pour les systèmes de nanomatériaux de carbone à base d'eau
Le DH-6552W est un dispersant à base d'eau qui peut être utilisé pour le graphène, les nanotubes de carbone, le noir de carbone conducteur et les poudres de noir de carbone à grande surface. Pour les pâtes de nanomatériaux de carbone à base d'eau, la poudre doit d'abord être bien mouillée avant de pouvoir être davantage dispersée par action mécanique. Le DH-6552W peut participer à ce processus, facilitant ainsi la dispersion de la poudre dans des milieux aqueux.
En termes d'état pâteux, le produit peut également aider le système à acquérir un certain caractère thixotropique, ce qui constitue une référence utile pour les formulations qui doivent équilibrer la stabilité statique et la fluidité de l'application. De plus, le DH-6552W a une bonne compatibilité avec les systèmes de résine acrylique, de résine époxy et de résine alkyde. En application réelle : laissez d'abord le dispersant se mélanger complètement à la phase aqueuse, puis ajoutez progressivement la poudre de nanomatériau de carbone ; observer les changements de viscosité pendant la dispersion et ajuster la vitesse d'ajout en conséquence ; observez également la viscosité, la finesse, la décantation et le nouveau grossissement après repos – pas seulement la pâte fraîchement préparée.
La difficulté de disperser le graphène, les nanotubes de carbone et le noir de carbone conducteur est liée aux caractéristiques de leur poudre et à leur forte tendance à l’agglomération. Par conséquent, l’ajustement de la formulation d’une pâte conductrice ne peut pas uniquement reposer sur l’augmentation de la force de cisaillement : il doit tenir compte simultanément du mouillage de la poudre, de l’état de dispersion et de la rhéologie de la pâte. Le DH-6552W peut être utilisé dans les systèmes de pâte de nanomatériaux de carbone à base d'eau, améliorant l'état de mouillage et de dispersion de la poudre tout en équilibrant la thixotropie et les performances de stockage.
Foire aux questions
L'amélioration de la dispersion du graphène affecte-t-elle sa conductivité électrique dans le film durci ?
Oui, et la relation est nuancée. Une meilleure dispersion individuelle des flocons de graphène augmente la surface conductrice disponible et réduit le seuil de percolation (la charge minimale nécessaire pour atteindre la conductivité électrique). Cependant, la conductivité électrique du graphène dépend du contact entre les flocons formant un réseau conducteur continu. Si la couverture de dispersant empêche trop efficacement le contact direct de flocon à flocon, la conductivité peut être inférieure à celle attendue malgré une bonne dispersion. Le niveau de dispersion optimal pour les performances électriques est généralement celui qui produit une distribution uniforme sans séparation excessive, équilibrant la stabilité de la dispersion avec le contact inter-particules nécessaire à la conductivité.
Quelle est la différence dans les exigences de dispersion entre les nanotubes de carbone et le graphène dans les systèmes à base d’eau ?
Les nanotubes de carbone présentent un défi de dispersion différent de celui du graphène : leur morphologie fibreuse à rapport d'aspect élevé crée un fort enchevêtrement entre les tubes, ce qui rend le dégroupage complet très difficile - et un traitement excessif à fort cisaillement peut raccourcir les tubes, réduisant ainsi leur avantage en matière de conductivité électrique. Les flocons de graphène sont plus susceptibles à l'empilement (réagrégation dans l'orientation face à face), ce qui nécessite une stabilisation stérique pour éviter. Les dispersants pour nanotubes de carbone nécessitent généralement une forte adsorption sur la paroi du tube pour empêcher leur regroupement ; ceux du graphène nécessitent une stabilisation stérique efficace entre les faces des flocons. Le DH-6552W est caractérisé pour les deux types — le dosage et le processus optimaux pour chacun doivent être déterminés par évaluation.
