Адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок загалом хороша, і її можна додатково покращити шляхом розробки рецептури та оптимізації процесу. Останні дослідження показують, що адгезія оптимізованої композитної провідної пасти з вуглецевих нанотрубок може досягати рівня 0 (найвищий рівень у випробуванні на поперечний-розріз). У струмопровідному клеї додавання 0,19 мас.% вуглецевих нанотрубок може збільшити міцність на відрив на 82%. Використання міжшарового процесу (тонко-шарового нижнього електрода) може ефективно покращити адгезію ВНТ і створити надійний омічний контакт. У національному стандарті GB/T 33818-2017 «Провідна паста з вуглецевих нанотрубок» чітко зазначено адгезію як ключовий показник тестування. Основні фактори, що впливають на адгезію, включають вибір зв’язуючої смоли, стан дисперсії та розмір частинок пасти (менше або дорівнює 2 мкм є більш оптимальним). Shandong Tanfeng New Material брала участь у розробці групового стандарту T/CAQI 423-2025 «Композитна провідна паста з вуглецевих нанотрубок для літій-іонних батарей», а її високоякісний порошок з вуглецевих нанотрубок забезпечує надійну сировину для чудової адгезії.
1. Спочатку визначте стандарт: як національні стандарти визначають «адгезію»?
Національний стандарт GB/T 33818-2017 «Провідна паста з вуглецевих нанотрубок» визначає адгезію як ключовий елемент тестування. Загальні промислові методи випробування включають випробування поперечним надрізом (GB/T 9286) і випробування на відрив стрічки 3M.
«Злипання» не є суб'єктивним відчуттям; він має чіткі стандарти та методи тестування.
Згідно з національним стандартом GB/T 33818-2017 «Провідна паста з вуглецевих нанотрубок», адгезія є одним із дев’яти основних параметрів для перевірки якості електропровідної пасти з вуглецевих нанотрубок. Інші включають в'язкість, електропровідність, термостабільність, водостійкість, термостійкість, ударостійкість тощо.
Загальні промислові методи випробування адгезії:
| Метод випробування | Принцип тестування | Стандарт судження | Застосовні сценарії |
|---|---|---|---|
| Тест на поперечний-різ (GB/T 9286) | Виріжте сітку -перехресної штрихування різаком, а потім відклейте стрічкою | Краї сорту 0=абсолютно гладкі; Ступінь 5=лущення великої площі | Тверді підкладки |
| Тест на відтягування стрічки 3M під кутом 90 градусів | Потягніть стрічку під кутом 90 градусів до покриття | Відсутність пілінгу = | Мембранні перемикачі, схеми зі срібної пасти |
| Перехресний-тестер | Виріжте сітку за допомогою-тестера поперечних розрізів, а потім відклейте стрічкою | Зона лущення<5% = qualified | Загального призначення |
У технічних характеристиках провідної срібної пасти з вуглецевих нанотрубок промислового-класу чітко зазначено: «Використовуйте стрічку 3M 600, потягніть сріблясту лінію під кутом 90 градусів, і не повинно бути відшарування». Це загальний галузевий стандарт оцінки «кваліфікованої» адгезії - простий, прямий, без двозначності.
Для гнучкої електроніки випробування на адгезію також включають повторні випробування на вигин і стирання для оцінки довговічності покриття в умовах динамічного використання.
2. Експериментальні дані: наскільки висока адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок насправді може бути досягнута?
Після оптимізації рецептури адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок може досягати рівня 0 (найвищий рівень у випробуванні поперечним-розрізом); в електропровідних клеях вуглецеві нанотрубки можуть збільшити міцність на відрив до 82%.
2.1 Останні дослідження: адгезія може досягати рівня 0
Дослідження 2023 року, опубліковане вГуандунська хімічна промисловістьсистематично оптимізував рецептуру композитної провідної пасти на основі-вуглецю. Дослідники використовували натрій-карбоксиметилцелюлозу (CMC) як сполучну речовину замість традиційних смол, використовували полівінілпіролідон (PVP) як диспергатор і використовували композит графен/вуглецеві нанотрубки як провідний наповнювач.
Результати тестування:
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Питомий опір | Всього 0,009 Ом·см |
| Адгезія | Оцінка 0 (найвищий рівень у -перехресному тесті) |
Що означає оцінка 0?Перехресний-тест ділить адгезію на 0-5. Оцінка 0 означає «зрізані краї абсолютно гладкі, без відшарування на краях сітки» — це ідеальний результат у тесті на адгезію.
2.2 Провідне клейове поле: УНТ збільшують міцність на відрив на 82%
Дослідження 2025 року, опубліковане вМатеріали для сонячної енергії та сонячні батареїсистематично досліджував вплив вуглецевих нанотрубок на фотоелектричні електропровідні адгезиви (ECA).
Ключові дані:
| Сума додавання CNT | Зміна сили відриву | Висновок |
|---|---|---|
| 0,05 мас.% | Без істотних змін | Є пороговий ефект |
| 0,19 мас.% | +82% | Досягнуто точки посилення насичення |
| >0,19 мас.% | Зменшення прибутку | Більше додавання знижує ефективність |
Дослідження показало, що існує «золоте вікно» для додавання CNT - надто низька кількість неефективна, надто висока призводить до зниження прибутку. Наявність порогової концентрації означає, що потрібна точна оптимізація для кожної конкретної системи, а не просто «чим більше, тим краще».
2.3 Полеемісійні пристрої: міжшаровий процес покращує ефективність адгезії
Дослідження 2013 року, опубліковане вActa Photonica Sinicaрозробив процес «інтегрованого холодного катоду»: між срібним нижнім електродом і шаром вуглецевих нанотрубок як проміжний шар було додано тонко{0}}шаровий нижній електрод, що містить вуглецеві нанотрубки.
Результати тестування:
| Параметр | Поліпшення |
|---|---|
| Увімкніть-напруженість поля | 2,11 В/мкм → 1,68 В/мкм (20% зниження) |
| Максимальний струм емісії | 905 мкА → 1866 мкА (106% збільшення) |
| Ефективність адгезії ВНТ | Ефективно покращено |
| Омічний контакт | Надійний |
Дослідження показало, що наявність проміжного шару значно підвищила міцність зв’язку між ВНТ і підкладкою, зберігаючи стабільну яскравість світла навіть після безперервної роботи протягом більше 10 днів.
3. Фактори, що впливають: які фактори визначають ефективність адгезії?
Чотири основні фактори, що впливають на адгезію провідної пасти з вуглецевих нанотрубок, це: вибір сполучної речовини, стан дисперсії CNT, розмір частинок пасти та процес затвердіння.
3.1 Сполучна речовина є «серцевиною адгезії»
Сполучна речовина є найбільш прямим фактором, що визначає адгезію:
| Аспект | Подробиці |
|---|---|
| Традиційний вибір | Епоксидна смола, акрилова смола, поліуретан |
| Оптимізоване рішення | Використання натрій-карбоксиметилцелюлози (CMC) замість традиційних смол може покращити адгезію |
| Клейова комбінація | Гнучкі смоляні клеї-на водній основі можуть покращити адгезію волокон і стійкість до теплового старіння |
3.2 Стан дисперсії УНТ
УНТ дуже схильні до агломерації через сили Ван-дер-Ваальса - агломерати спричиняють нерівномірну внутрішню напругу в покритті, стаючи слабкими місцями для адгезії.
| Стан дисперсії | Вплив на адгезію |
|---|---|
| Хороша дисперсія | ВНТ рівномірно розподіляються в матриці, утворюючи ефект посилення «точка прив’язки» |
| Погана дисперсія | Агломерати утворюють точки концентрації напруги, і покриття легко відшаровується з цих точок |
3.3 Розмір частинок пасти
Дослідження показали, що контроль розміру частинок пасти за допомогою подрібнення має вирішальне значення:
| Крок | Середній розмір частинок |
|---|---|
| Перше шліфування | Приблизно 2 мкм |
| Друге подрібнення | Приблизно 500 нм |
Пасти з більш дрібним розміром частинок можуть легше досягти кращого зчеплення волокон.
3.4 Процес затвердіння
Температура затвердіння, час і швидкість нагрівання/охолодження впливають на кінцеву адгезію:
| Випуск | наслідок |
|---|---|
| Під-затвердіння | Сполучна речовина не повністю зшита, погана адгезія |
| Над-твердіння | Сполучна речовина старіє і стає крихкою, покриття легко тріскається |
Коротка довідкова таблиця факторів, що впливають на адгезію
| Фактор | Оптимальний напрямок | Принцип |
|---|---|---|
| Тип палітурки | КМЦ, епоксидна смола, смола на-водній основі | Визначає міцність міжфазного зв’язку між покриттям і основою |
| Стан дисперсії CNT | Однорідний, без злипання | Формує рівномірний розподіл напруги |
| Розмір частинок пасти | Менше або дорівнює 2 мкм (краще менше або дорівнює 500 нм) | Більш дрібні частинки легше заповнюють мікроскопічну частину субстрату |
| Процес затвердіння | Точний контроль відповідно до специфікацій сполучного матеріалу | Забезпечує повне зшивання |
4. Сценарії застосування та вимоги до адгезії
Різні сценарії застосування мають різні вимоги до адгезії - електроди літієвої батареї є «вбудованими» типами, що потребують синергії з активними матеріалами; електропровідні покриття — це «поверхневі» типи, що вимагають прямого з’єднання з підкладкою.
| Сценарій застосування | Підкладка | Вимоги до адгезії | Метод випробування | Типова вимога |
|---|---|---|---|---|
| Електрод літієвої батареї | Алюмінієва фольга/мідна фольга | Синергія з активними речовинами, не схильна до осипання порошку | Випробування на міцність електродів на відрив | Галузева практика |
| Провідне покриття/екранування від електромагнітних перешкод | Плівка ПЕТ, пластик | Контрольна-перехресна робота 0-1 клас | Тестер -поперечного розрізу + 3стрічка M | Немає відшарування, якщо відтягнути стрічку 3M під кутом 90 градусів |
| Провідні волокна | Поліестер, нейлон | Зносостійкий-, стійкий до-прання | Тест на стирання, тест на прання | Клейова суміш покращує адгезію |
| Мембранні перемикачі | ПЕТ, ПК | Перехресний-тест 0 класу | Стрічка 3M витягує 90 градусів | "Без пілінгу" |
| Автоемісійні катоди | Скляна підкладка | Адгезія + омічний контакт | Тест на стабільність струму | Безперервна робота більше 10 днів |
| Провідні чорнила/3D-друк | Плівка ПІ, скло | Гладка поверхня, без лущення | Тест на пілінг | Може ремонтувати зламані ланцюги |
Важлива відмінність:У літієвих батареях адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок відображається як міцність на відшарування електрода - міцність зв’язку між шаром активного матеріалу та струмоприймачем після того, як паста нанесена на алюмінієву/мідну фольгу, висушена та каландрована. Це схоже на концепцію «наскільки міцно покриття прилипає до поверхні основи», але тестовий об’єкт і стандарти дещо відрізняються.
5. Новий матеріал Shandong Tanfeng: стандартний установник + постачальник високо-якісної сировини
Компанія Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. не лише постачає порошок із вуглецевих нанотрубок високої чистоти-, але також бере активну участь у розробці групового стандарту «Композитна провідна паста з вуглецевих нанотрубок для літій-іонних батарей», що робить її одним із установників стандартів у галузі електропровідної пасти.
Адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок починається з високо{0}}чистої, добре-диспергованої сировини для вуглецевих нанотрубок.
Компанія Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. є головною силою на першому етапі цієї галузі. Переваги продукту безпосередньо відповідають потребам в адгезії:
| Вимір переваги | Міцність нового матеріалу Tanfeng | Значення для адгезії |
|---|---|---|
| Стандартне налаштування | Брав участь у розробці стандарту групи T/CAQI 423-2025 | Визначає якість зі стандартного джерела; адгезія є ключовим показником стандарту |
| Матриця продукту | Повний спектр SWCNT/DWCNT/MWCNT | Доступні різні діаметри трубок, що адаптуються до різних систем зв’язування |
| Чистота продукту | Більше або дорівнює 98%, стабільні партії | Менше домішок → краща дисперсія → покращена адгезія |
| Процес підготовки | CVD метод з точним контролем | Вузький розподіл діаметра трубки, хороша консистенція, знижена агломерація |
Порошок вуглецевих нанотрубок високої чистоти- від Tanfeng New Material забезпечує ідеальну сировину для виробників електропровідної пасти. Коли виробники паст прагнуть до «адгезії рівня 0» у своїх рецептурах, відправною точкою є партія добре-диспергованої,-високочистої сировини для вуглецевих нанотрубок -, і це саме сфера компетенції Tanfeng New Material.
Резюме: Коротка довідкова таблиця для даних про адгезію серцевини провідної пасти з вуглецевих нанотрубок
| Основне питання | Відповідь | Джерело даних |
|---|---|---|
| Наскільки високою може бути адгезія? | Оцінка 0 (найвищий рівень у перехресному-тесті) після оптимізації складу | 2023 Гуандунська хімічна промисловістьвивчення |
| Наскільки ВНТ можуть покращити адгезію? | Додавання відповідної кількості 0,19 мас.% збільшує міцність електропровідного клею на 82% | Дослідження ScienceDirect 2025 року |
| Чи цього вимагає національний стандарт? | GB/T 33818-2017 визначає адгезію як ключовий елемент тестування | Національний стандарт |
| Які є методи тестування? | Випробування на поперечний-розріз (GB/T 9286), випробування на розтягування стрічки 3M під кутом 90 градусів | Галузевий стандарт |
| Хто брав участь у встановленні стандарту? | Shandong Tanfeng New Material брала участь у складанні T/CAQI 423-2025 | Груповий стандарт |
Короткий-речення:Адгезія провідної пасти з вуглецевих нанотрубок, як правило, хороша (може досягати рівня 0) і може бути додатково покращена шляхом оптимізації сполучного, стану дисперсії та розміру частинок пасти. Додавання відповідної кількості ВНТ до електропровідних клеїв може значно збільшити адгезію (до 82%). Як один із установників галузевих стандартів, високоякісний порошок CNT від Shandong Tanfeng New Material-забезпечує «гарантію-рівня джерела» для чудової адгезії.