Elektrische leitfähige Filme (ECFs) sind entscheidende Komponenten in einer Vielzahl moderner elektronischer Geräte, von Touchscreens und flexiblen Displays bis hin zu Solarzellen und Sensoren. Diese Filme bieten die Möglichkeit, Elektrizität zu leisten und gleichzeitig die Transparenz, Flexibilität oder andere wünschenswerte Eigenschaften aufrechtzuerhalten, abhängig von der Anwendung. Als führender Anbieter elektrischer leitender Filme untersuchen wir ständig Möglichkeiten, ihre Leistung zu verbessern, und eine der effektivsten Methoden ist die Verwendung von Zusatzstoffen. In diesem Blog -Beitrag werden wir uns damit befassen, wie Additive die Leistung elektrischer leitender Filme beeinflussen.
1. Arten von Zusatzstoffen und ihre allgemeinen Funktionen
Es gibt verschiedene Arten von Zusatzstoffen, die in elektrischen Leitfilmen üblicherweise verwendet werden, jeweils ihre einzigartige Funktion.
Leitfähigkeit - Verbesserung von Zusatzstoffen
Eines der Hauptziele bei der Arbeit mit ECF ist die Verbesserung ihrer elektrischen Leitfähigkeit. Leitfähigkeit - Verbesserung von Additiven wie Carbon -Nanoröhren (CNTs), Graphen und Metallnanopartikeln werden häufig in die Filmmatrix aufgenommen. CNTs und Graphen haben aufgrund ihrer einzigartigen Atomstrukturen eine ausgezeichnete intrinsische elektrische Leitfähigkeit. Wenn sie zur ECF hinzugefügt werden, bilden sie leitende Wege innerhalb des Films, sodass die Elektronen freier fließen können. Metallnanopartikel wie Silber- oder Kupfer -Nanopartikel können auch die Leitfähigkeit erheblich erhöhen. Zum Beispiel haben Silbernanopartikel eine hohe elektrische Leitfähigkeit und können in der Filmmatrix gut verteilt sein, wodurch ein Perkolationsnetzwerk geschaffen wird, das die Gesamtleitfähigkeit des Films verbessert.
Mechanische Eigenschaft - Zusatzstoffe verbessern
In vielen Anwendungen müssen ECFs mechanischer Belastungen standhalten, wie z. B. Biegen, Dehnen oder Kratzen. Additive wie Polymere mit hoher Flexibilität und Zähigkeit können verwendet werden, um die mechanischen Eigenschaften des Films zu verbessern. Zum Beispiel können Elastomerpolymere hinzugefügt werden, um das ECF flexibler und unter Deformation widerstandsfähiger zu machen. Darüber hinaus können einige anorganische Füllstoffe wie Silica -Nanopartikel die Härte und Kratzfestigkeit des Films verbessern. Diese Additive verstärken die Filmstruktur und verhindern Schäden beim Handling und im praktischen Gebrauch.
Stabilität - Verbesserung von Zusatzstoffen
ECFs sind häufig verschiedenen Umweltfaktoren wie Sauerstoff, Feuchtigkeit und Wärme ausgesetzt, die ihre Leistung im Laufe der Zeit beeinträchtigen können. Additive, die die Stabilität verbessern, sind unerlässlich, um die langfristige Zuverlässigkeit der Filme zu gewährleisten. Antioxidantien können hinzugefügt werden, um die Oxidation der leitenden Materialien, insbesondere für metallbasierte leitfähige Filme, zu verhindern. Feuchtigkeit - Abrufzusatzstoffe können Wasserdampf absorbieren und den Film vor den schädlichen Auswirkungen der Feuchtigkeit schützen. Wärme - Stabilisatoren können auch verwendet werden, um den thermischen Abbau der Filmkomponenten bei erhöhten Temperaturen zu verhindern.
2. Einfluss von Zusatzstoffen auf die elektrische Leitfähigkeit
Die Zugabe von Leitfähigkeit - Verbesserung von Additiven kann einen tiefgreifenden Einfluss auf die elektrische Leistung von ECFs haben. Der Konzentrations- und Dispersionszustand dieser Additive sind kritische Faktoren. Wenn die Konzentration der leitenden Additive unterhalb der Perkolationsschwelle liegt, bleibt die elektrische Leitfähigkeit des Films relativ niedrig, da nicht genügend leitende Wege gebildet werden. Wenn die Konzentration über die Perkolationsschwelle hinaus ansteigt, wird ein kontinuierliches leitendes Netzwerk festgelegt und die Leitfähigkeit des Films erheblich zunimmt.
Eine übermäßige Zugabe leitfähiger Additive kann jedoch auch negative Auswirkungen haben. Wenn die leitenden Nanopartikel beispielsweise nicht gut in der Filmmatrix sind, können sie agglomerieren, was die leitenden Wege stören und die Gesamtleitfähigkeit verringern kann. Darüber hinaus können hohe Konzentrationen von Zusatzstoffe die Transparenz des Films beeinflussen, was eine entscheidende Eigenschaft für Anwendungen wie Touchscreens darstellt. Daher sind die optimalen Konzentration und die Gewährleistung einer guten Streuung der leitenden Additive wichtige Herausforderungen bei der Verbesserung der Leitfähigkeit von ECFs.
3. Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften
Wie bereits erwähnt, kann die mechanische Eigenschaft - Verbesserung der Zusatzstoffe die physikalischen Eigenschaften von ECFs verändern. Wenn Elastomerpolymere hinzugefügt werden, um die Flexibilität zu verbessern, kann der Film in größerem Maße gebogen oder gestreckt werden, ohne seine elektrische Leitfähigkeit zu verlieren. Dies ist besonders wichtig für flexible elektronische Geräte, bei denen das ECF an verschiedene Formen entspricht.
Andererseits können anorganische Füllstoffe die Härte und Kratzwiderstand des Films verbessern. In Touchscreen -Anwendungen muss der ECF beispielsweise Kratzer aus dem täglichen Gebrauch widerstehen. Silica -Nanopartikel können hinzugefügt werden, um eine harte Schutzschicht auf der Oberfläche des Films zu bilden, Kratzer zu verhindern und die Integrität der leitenden Schicht aufrechtzuerhalten. Das Hinzufügen zu viel anorganischer Füllstoffe kann den Film jedoch spröde machen, wodurch seine Flexibilität verringert und das Risiko eines Knackens unter Stress erhöht wird.
4. Auswirkungen auf die Stabilität
Stabilität - Verbesserung von Additiven spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der langfristigen Leistung von ECFs. Antioxidantien können die Oxidation von leitfähigen Materialien verhindern, die besonders für metallbasierte leitfähige Filme wichtig sind. Oxidation kann isolierende Metalloxide auf der Oberfläche der leitenden Partikel bilden, wodurch der Widerstand des Films erhöht wird. Durch Hinzufügen von Antioxidantien kann der Oxidationsprozess verlangsamt werden, wodurch die elektrische Leitfähigkeit des Films im Laufe der Zeit aufrechterhalten wird.
Feuchtigkeit - Schnurber Additive können Wasserdampf absorbieren, was für ECFs von Vorteil ist, die feuchtigkeitsempfindlich sind. Feuchtigkeit kann eine Korrosion von Metallkomponenten und eine Schwellung von Polymermatrizen verursachen, die beide die Leistung des Films abbauen können. Wärme - Stabilisatoren sind auch wichtig für Anwendungen, bei denen die ECF hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Sie können die thermische Zersetzung der Filmkomponenten verhindern und sicherstellen, dass der Film seine elektrischen und mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen beibehält.
5. Interaktionen zwischen Additive und anderen Filmkomponenten
Es ist wichtig zu beachten, dass Additive nicht isoliert wirken, sondern mit anderen Komponenten des ECF interagieren. Beispielsweise ist die Kompatibilität zwischen den leitenden Additiven und der Polymermatrix entscheidend für die Erreichung einer guten Dispersion. Wenn der Additiv und die Matrix nicht kompatibel sind, kann der Additiv agglomerieren, was zu einer schlechten Leistung des Films führt.
Das Vorhandensein von Zusatzstoffen kann auch den Aushärtungsprozess des Films beeinflussen. Einige Additive können als Katalysatoren oder Inhibitoren für die Polymerisationsreaktion während des Films - Formierungsprozesses fungieren. Daher ist eine sorgfältige Berücksichtigung dieser Wechselwirkungen bei der Formulierung von ECFs mit Zusatzstoffen erforderlich.
6. Anwendungen und verwandte additive Anforderungen
Touchscreen -Anwendungen
In Touchscreen -Anwendungen müssen ECFs eine hohe Leitfähigkeit, eine gute Transparenz und eine hervorragende mechanische Flexibilität aufweisen. Zur Leitfähigkeit werden häufig Kohlenstoffnanoröhren oder Indium -Zinn -Oxid (ITO) -Nanopartikel als Zusatzstoffe verwendet. Um die Transparenz aufrechtzuerhalten, müssen die Zusatzstoffe gut sein - mit geringer Konzentration verteilt. Mechanische Eigenschaft - Verbesserung von Additiven sind auch wichtig, um sicherzustellen, dass der Film wiederholt Touch und Druck ohne Beschädigung standhalten kann.
Solarzellenanwendungen
Solarzellen benötigen ECFs mit hoher Leitfähigkeit, um die erzeugten Ladungsträger effizient zu sammeln und zu transportieren. Leitfähigkeit - Verbesserende Additive wie Graphen- oder Metall -Nanodrähte werden häufig verwendet. Zusätzlich sind Stabilität - Verbesserung der Additive sind entscheidend, da Solarzellen für lange Zeiträume Sonnenlicht, Wärme und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Antioxidantien und Feuchtigkeit - Scavenging -Additive können dazu beitragen, die leitende Schicht vor Abbau zu schützen und die Gesamteffizienz und die Lebensdauer der Solarzelle zu verbessern.
7. Schlussfolgerung und Aufruf zum Handeln
Additive spielen eine facettenreiche Rolle bei der Auswirkung der Leistung elektrischer leitender Filme. Sie können die Leitfähigkeit verbessern, die mechanischen Eigenschaften verbessern und die Stabilität erhöhen, wodurch die Filme für eine Vielzahl von Anwendungen besser geeignet sind. Als führender Anbieter elektrischer leitender Filme verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Formulierung von Filmen mit verschiedenen Zusatzstoffen, um die unterschiedlichen Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen.
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Referenzen
- Sh Lee et al., "Additive - Verbesserte leitfähige Polymerverbundwerkstoffe für flexible Elektronik", Advanced Materials, Vol. 30, nein. 21, 2018.
- X. Zhang et al., "Wirkung von Additiven auf die Leistung von transparenten leitenden Filmen von Silber Nanodire", Nanoscale, vol. 8, nein. 32, 2016.
- L. Wang et al., "Stabilitätsverbesserung von organischen basierten elektrischen Leitfilmen unter Verwendung von Additive", Journal of Materials Chemistry C, Vol. 6, nein. 18, 2018.