中文简体
Vodljiva srebrna tinta je tihi radni konj iza sve većeg asortimana proizvoda: RFID antene, membranski prekidači, fleksibilni krugovi, medicinski senzori, dodirne ploče i fotonaponske sabirnice. Bez obzira na primjenu, tinta mora raditi tri stvari odjednom — ispisivati čisto, stvrdnjavati u visoko vodljivi film i ostati stabilna na polici mjesecima. Tu je kombinaciju teže postići nego što izgleda, a većina poteškoća leži u paketu aditiva, a ne u samom srebru.
Ldet Energy Technology razvija ionske tekućine i funkcionalne aditive od 2009. Ovaj članak dijeli ono što smo naučili o tome gdje ionske tekućine istinski pomažu formulatorima srebrne tinte, gdje ne i kako ih brzo pregledati unutar razvojnog programa.
Što čini vodljivu srebrnu tintu tako zahtjevnom?
Tipična srebrna tinta za sitotisak sadrži 60 do 85 posto srebra po težini, obično u obliku pahuljica, kuglica ili mješavine obojega. Sve ostalo je sustav nosača: otapalo, polimerno vezivo, disperzanti i male količine modifikatora reologije, promotora prianjanja i sredstava za stvrdnjavanje. Srebro je gusto i pri tom opterećenju čestice se žele taložiti, grupirati i premostiti u aglomerate koji začepljuju mreže i stvaraju otporne putove.
Tu je i toplinski proračun. Skupno srebro se tali blizu 961 °C, a mikronskim ljuskicama potrebno je više od 150 °C da formiraju vodljive grla. Mnogi supstrati do kojih je ljudima najviše stalo - PET, poliimid, papir, termoplastični poliuretan - ne mogu dugo tolerirati takvu vrstu topline. Stoga se od formulatora traži da isporuči vodljivost sličnu volumenu na temperaturama koje supstrat može podnijeti.
Tri problema koji odlučuju hoće li srebrna tinta raditi
Raspršenost i rok trajanja
Aglomeracija počinje u trenutku kada se srebro susretne s vozilom. Dobro sredstvo za raspršivanje adsorbira se na površini metala, osigurava prostorno ili elektrostatsko odbijanje i sprječava porast viskoznosti tijekom skladištenja. Kada je disperzija loša, prvo ćete to primijetiti kao talog i začepljenje sita, a kasnije kao otporne mrlje u stvrdnutom filmu.
Sinteriranje na niskoj temperaturi
Vodljivost se javlja samo kada susjedne čestice tvore metalne mostove. Sve što smanjuje početak učinkovitog sinteriranja - bez ostavljanja izolacijskih ostataka - je vrijedno. Ovdje pažljivo odabrani ionski aditivi zarađuju svoje mjesto u formulaciji.
Adhezija i kompatibilnost podloge
Vodljivi film koji se odvoji tijekom testiranja trake ili ponovljenog savijanja je neuspjeli film. Adhezija ovisi o usklađivanju površinske energije između tinte i podloge te o tome kako se vezivo i aditivi ponašaju dok se film suši.
Gdje ionske tekućine mijenjaju jednadžbu
Ionske tekućine su soli koje ostaju tekuće ispod 100 °C. Imaju zanemariv tlak pare, visoku toplinsku stabilnost i strukturu koja se može podešavati gotovo molekulu po molekulu. Za razvijače srebrne tinte ističu se tri praktične uloge: pomoćna sredstva za raspršivanje koja oblažu srebrnu površinu i drže čestice razdvojenima, pomoćna sredstva za sinteriranje koja potiču stvaranje grla između čestica na nižim temperaturama i modifikatori vlaženja ili vodljivosti koji prilagođavaju ponašanje tiskanog filma.
Ako vam je sama kemija nova, naš pregled što su ionske tekućine i kako djeluju je korisna početna točka prije nego počnete provjeravati kandidate.
Prilagođeni proizvođači ionskih tekućina 1-etil-3-metilimidazolijev bromid Pogledajte proizvod → Čitanje kationa i aniona poput formulatora
Gotovo svako svojstvo ionske tekućine koje je važno za tintu - viskoznost, hidrofilnost, toplinska stabilnost, elektrokemijski prozor - dolazi od sparivanja kationa s anionom. Promjena bilo kojeg od njih preoblikuje cijeli aditiv. U praksi, porodice kationa koje se najčešće procjenjuju u vodljivim formulacijama uključuju:
- Imidazolijeve soli, uključujući mono-, di- i tri-supstituirane tipove, cijenjene zbog toplinske stabilnosti i podesivog polariteta
- Piridinijeve i pirolidinijeve soli s jakom elektrokemijskom stabilnošću
- Piperidinijeve i kvaterne amonijeve soli niske viskoznosti i korisne površinske aktivnosti
- Kvarterne fosfonijeve soli za zahtjevnu obradu na visokim temperaturama
- Hidroksil- i eter-funkcionalizirani kationi za kontrolu vlaženja i adhezije
Na strani aniona, halogenidi, tetrafluoroborat, heksafluorofosfat, triflat i anioni na bazi imida pokrivaju većinu polariteta i raspona stabilnosti koji su potrebni srebrnoj tinti. Kada formulacija zahtijeva specifičnu viskoznost, profil stvrdnjavanja ili osjetljivost na vlagu, funkcionalizirani kation - koji nosi hidroksil, na primjer - često je najbrži put do boljeg vlaženja i prianjanja na plastične podloge.
Proizvođači hidroksilnih ionskih tekućina l-hidroksietil-3-metilimidazol tetrafluoroborat Pogledajte proizvod → Referentne vrijednosti za praćenje tijekom razvoja
Aditivni probir postaje mnogo brži kada popravite plan mjerenja prije prvog pokusa. Tablica u nastavku odražava parametre koje naš tim za primjenu provjerava zajedno s kupcima tijekom rada na formulaciji u ranoj fazi.
| Parametar | Zašto je to važno | Tipična provjera |
|---|---|---|
| Reologija i pomicanje viskoznosti | Određuje definiciju ispisa i vijek trajanja | Rotaciona reometrija ili reometrija konusne ploče tijekom 7 dana |
| Početak sinteriranja | Postavlja minimalnu temperaturu stvrdnjavanja | Otpor prema temperaturnoj rampi |
| Otpor lima | Izravna mjera vodljive izvedbe | Sonda s četiri točke nakon stvrdnjavanja |
| Prianjanje | Predviđa rukovanje i izdržljivost na savijanje | Test trake i test savijanja |
| Taloženje | Označava kvalitetu disperzije i rok trajanja | Vizualno taloženje i test redisperzije |
| Ostatak i čistoća | Sprječava izolacijske ili korozivne ostatke | Termička analiza i sadržaj halogenida |
Reologija i mogućnost ispisa: zanemarena sredina
Srebrne tinte su tekućine koje se razrjeđuju smicanjem, a pisači ovise o tom ponašanju: niska viskoznost ispod brisača ili mlaznice, brzo vraćanje u strukturirani film odmah nakon toga. Dodaci koji ometaju mrežu veziva mogu uništiti definiciju ruba. Polimerni i oligomerni aditivi ovdje su nježniji jer njihov veći molekularni volumen omogućuje podešavanje protoka bez oštre promjene polariteta tekućine.
Naš asortiman polimernih ionskih tekućina razvijen je upravo iz tog razloga — kako bi formulatorima dao podesive reološke modifikatore koji također pridonose toplinskoj stabilnosti i trajnoj površinskoj aktivnosti umjesto da tijekom vremena migriraju iz filma.
Proizvođači polimernih ionskih tekućina Poli(1-vinil-3-metilimidazolij bis(trifluorometilsulfonil)imidna sol) Pogledajte proizvod → Od laboratorijske serije do proizvodne serije
Aditiv koji se izvrsno ponaša u laboratorijskom uzorku od 50 grama beskoristan je ako se deseta proizvodna serija ponaša drugačije. Zato našu procesnu disciplinu održavamo jednostavnom: fiksni sintetski putovi, kontrolirano pročišćavanje i potpuna dokumentacija o serijama iz naše proizvodne baze u Deqingu, Zhejiang.
Budući da su ionske tekućine sastavljene od kationa i aniona, prilagođena sinteza je normalna, a ne iznimna. Recite nam viskoznost, topljivost i stvrdnjavanje koje trebate, a mi ćemo predložiti strukture koje odgovaraju ostatku vaše formulacije umjesto da tražimo da preformulirate oko naše.
Statička kontrola u pretvorbi i rukovanju
Vodljive tinte i statika rijetko se dobro miješaju u proizvodnji. Sušenje, odmotavanje i rezanje stvaraju naboj koji privlači prašinu, mijenja registraciju i može oštetiti osjetljive komponente nizvodno. Tamo gdje su tiskani srebrni slojevi dio šireg procesa pretvorbe, naš asortiman antistatička sredstva za polimere, filmove i ljepila često se specificira uz samu tintu kako bi površinski otpor bio unutar kontroliranog raspona.
Razgovarajmo o vašem projektu srebrne tinte
Bilo da snižavate temperaturu otvrdnjavanja tinte kompatibilne s PET-om, tražite bolju adheziju na poliimidu ili pokušavate produžiti rok trajanja na više od šest mjeseci, pravi aditiv obično je specifične strukture, a ne generičke. Naš tim će pregledati vaš sustav, preporučiti kandidate za ionske tekućine iz našeg kataloga ili dizajnirati prilagođenu strukturu i dostaviti uzorke za vaša vlastita ispitivanja.
Pošaljite nam svoju specifikaciju, a mi ćemo vam iskreno reći jesu li ionske tekućine pravi alat za problem koji je pred vama.
