低場(chǎng)核磁助力顆粒在油墨中的分散性評(píng)價(jià)

發(fā)布時(shí)間：2024-03-22 15:23

在電子產(chǎn)品柔性基板生產(chǎn)行業(yè)中，需要使用油墨包覆電子器件基板電路，提高其柔韌性和導(dǎo)電性能。

隨著電子產(chǎn)品迭代升級(jí)性能的需要以及納米技術(shù)在提高材料性能中的優(yōu)異表現(xiàn)，在油墨中添加特殊材料例如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、銅納米顆粒等、銦錫氧化物納米顆粒等，可以進(jìn)一步提高基板的柔韌性和導(dǎo)電性能，這些材料在油墨中的分散性直接影響了產(chǎn)品的使用性能。

那么低場(chǎng)核磁能提供哪些參數(shù)來表征顆粒在油墨中的分散性？

為什么油墨被用于印刷電子器件電路基板？

油墨具有成本低、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)后電導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，是印刷電子器件電路基板一種很有前景的選擇。

使用印刷技術(shù)將油墨沉積在基底上，然后通過熱處理或光子輻照進(jìn)行燒結(jié)，形成高導(dǎo)電的燒結(jié)包覆薄膜。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用過程中，顆粒包覆薄膜在柔性基板上經(jīng)反復(fù)多次使用后，會(huì)發(fā)生變形，電阻率顯著增加，分析電阻的快速增加主要原因是由于燒結(jié)薄膜在機(jī)械變形過程中裂紋的萌生和擴(kuò)展。

這種電阻的增加可以通過改進(jìn)納米顆粒材料性能或添加分散劑提高納米顆粒分散性等技術(shù)來防止。例如可以采用以下兩種方法：

1、采用溶劑熱法在高銦、高氯離子濃度下合成了表面帶有凸起的銦錫氧化物（ITO），該ITO納米顆粒表面的凸起使得顆粒的親水性能和比表面積進(jìn)一步提高。研究顯示在不使用任何分散劑的情況下，該納米顆粒在溶劑中表現(xiàn)出前所未有的高分散穩(wěn)定性，可作為可持續(xù)性的涂層材料在柔性基板上制備透明導(dǎo)電ITO薄膜，性能優(yōu)異。

2、使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為分散劑提高銅納米顆粒在油墨中的分散性，在聚酰亞胺（PI）基底上形成低電阻率的粘合燒結(jié)銅納米顆粒，并通過將銅納米顆粒與銅納米線結(jié)合來改善基板的導(dǎo)電性柔韌性，PVP在油墨中的分散性對(duì)于獲得粘性和柔性薄膜至關(guān)重要，延緩了裂紋的萌生和擴(kuò)展，性能優(yōu)異。

這些改進(jìn)的納米材料顆粒在油墨中的分散性評(píng)價(jià)，以及不同濃度的分散劑對(duì)納米材料顆粒在油墨中分散性的影響評(píng)價(jià)，需要用定量表征與識(shí)別的科學(xué)手段來獲得。

低場(chǎng)核磁作為新晉的顆粒分散性評(píng)價(jià)手段，發(fā)展成熟，具有快速、在線、無損、綠色等優(yōu)勢(shì)。

如何檢測(cè)油墨的分散性呢？

利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)，研究不同濃度的PVP材料對(duì)銅納米顆粒在油墨中分散性的影響。

樣品體系：分散性測(cè)試對(duì)象為納米銅、PVP材料為分散劑；

分散介質(zhì)：納米銅、PVP材料；

分散溶劑：乙醇。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，隨著PVP濃度的提高，銅納米顆粒在油墨中的分散性（相對(duì)弛豫率）得到了提高，當(dāng)PVP濃度達(dá)到一定時(shí)，銅納米顆粒在油墨中的分散性趨于穩(wěn)定。低場(chǎng)核磁技術(shù)有助于確定產(chǎn)品生產(chǎn)配方分散劑濃度的最優(yōu)值，助力工業(yè)生產(chǎn)。