Адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок, как правило, хорошая, и ее можно дополнительно улучшить за счет разработки рецептуры и оптимизации процесса. Последние исследования показывают, что адгезия оптимизированной композитной проводящей пасты из углеродных нанотрубок может достигать класса 0 (самый высокий уровень в тесте на поперечный-порез). В токопроводящих клеях добавление 0,19% масс. углеродных нанотрубок может увеличить прочность на отслаивание на 82%. Использование межслойного процесса (тонко-слойного нижнего электрода) может эффективно улучшить адгезионные характеристики УНТ и сформировать надежный омический контакт. В национальном стандарте GB/T 33818-2017 «Проводящая паста из углеродных нанотрубок» адгезия прямо указана в качестве ключевого показателя тестирования. К основным факторам, влияющим на адгезию, относятся выбор смоляного связующего, состояние дисперсии и размер частиц пасты (более оптимальным является менее или равный 2 мкм). Компания Shandong Tanfeng New Material участвовала в разработке группового стандарта T/CAQI 423-2025 «Композитная проводящая паста из углеродных нанотрубок для литий-ионных батарей», а ее высококачественный порошок углеродных нанотрубок обеспечивает превосходную адгезию сырья.
1. Сначала определите стандарт: как национальный стандарт определяет «адгезию»?
В национальном стандарте GB/T 33818-2017 «Проводящая паста из углеродных нанотрубок» адгезия указана в качестве ключевого параметра тестирования. Распространенные методы тестирования в отрасли включают испытание на поперечный разрез (GB/T 9286) и испытание на отслаивание ленты 3M.
«Адгезия» — это не субъективное ощущение; у него есть четкие стандарты и методы тестирования.
Согласно национальному стандарту GB/T 33818-2017 «Проводящая паста из углеродных нанотрубок», адгезия является одним из девяти основных показателей проверки качества проводящей пасты из углеродных нанотрубок. Остальные включают вязкость, электропроводность, термостойкость, водостойкость, термостойкость, ударопрочность и т. д.
Распространенные в отрасли методы испытаний на адгезию:
| Метод испытания | Принцип тестирования | Стандарт решения | Применимые сценарии |
|---|---|---|---|
| Перекрестное-тестирование (GB/T 9286) | Разрежьте поперечную-решетку люка резаком, затем заклейте ее скотчем. | Края реза класса 0=совершенно гладкие; Шелушение большой площади 5=степени | Твердые основания |
| Тест на растяжение ленты 3M под углом 90 градусов | Потяните ленту под углом 90 градусов к покрытию. | Отсутствие шелушения=соответствует требованиям | Мембранные переключатели, контуры с серебряной пастой |
| Перекрестный-тестер | Разрежьте сетку крестообразным-тестером, затем заклейте ее скотчем. | Зона пилинга<5% = qualified | Общее назначение |
В спецификации промышленной-пасты из углеродных нанотрубок, проводящей серебро, прямо указано: «Используйте ленту 3M 600, потяните серебряную леску под углом 90 градусов, и не должно быть отслоений». Это общепринятый в отрасли стандарт оценки «квалифицированной» адгезии - простой, прямой, без двусмысленности.
Для применения в гибкой электронике испытания на адгезию также включают в себя повторные испытания на изгиб и истирание для оценки долговечности покрытия в условиях динамического использования.
2. Экспериментальные данные: насколько высокой может быть адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок?
После оптимизации рецептуры адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок может достигать класса 0 (самый высокий уровень в тесте на поперечный-разрез); в проводящих клеях углеродные нанотрубки могут увеличить прочность на отслаивание до 82%.
2.1 Последние исследования: адгезия может достигать нулевой степени
Исследование 2023 года, опубликованное вХимическая промышленность провинции Гуандунсистематически оптимизировала рецептуру композитной проводящей пасты-на основе углерода. Исследователи использовали натрий-карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) в качестве связующего вместо традиционных смол, использовали поливинилпирролидон (ПВП) в качестве диспергатора и использовали композит графен/углеродные нанотрубки в качестве проводящего наполнителя.
Результаты испытаний:
| Параметр | Ценить |
|---|---|
| Удельное сопротивление | Всего 0,009 Ом·см |
| Адгезия | Оценка 0 (высший уровень перекрестного-теста) |
Что означает оценка 0?Испытание на поперечный-разрез делит адгезию на степени 0-5. Оценка 0 соответствует «краям среза совершенно гладкие, без отслоений по краям сетки» — это высший балл в тесте на адгезию.
2.2 Проводящее клеевое поле: УНТ повышают прочность на отслаивание на 82 %
Исследование 2025 года, опубликованное вМатериалы для солнечной энергии и солнечные элементысистематически исследовал влияние углеродных нанотрубок на фотоэлектрические электропроводящие клеи (ECA).
Ключевые данные:
| Сумма добавления CNT | Изменение силы пилинга | Заключение |
|---|---|---|
| 0,05% масс. | Никаких существенных изменений | Есть пороговый эффект |
| 0,19% масс. | +82% | Достигнута точка усиления насыщения |
| >0,19% масс. | Убывающая доходность | Более высокое добавление снижает эффективность |
Исследование показало, что существует «золотое окно» для добавления УНТ -, слишком низкий уровень неэффективен, слишком высокий приводит к уменьшению отдачи. Существование пороговой концентрации означает, что необходима тонкая оптимизация для каждой конкретной системы, а не просто «чем больше, тем лучше».
2.3 Автоэмиссионные устройства: межслойный процесс улучшает адгезию
Исследование 2013 года, опубликованное вАкта Фотоника Синикаразработали процесс «интегрированного холодного катода»: между серебряным нижним электродом и слоем углеродных нанотрубок в качестве промежуточного слоя был добавлен тонкий -слой нижнего электрода, содержащий углеродные нанотрубки.
Результаты испытаний:
| Параметр | Улучшение |
|---|---|
| Включите-напряженность поля. | 2,11 В/мкм → 1,68 В/мкм (снижение 20 %) |
| Максимальный ток эмиссии | 905 мкА → 1866 мкА (увеличение на 106 %) |
| Адгезионные характеристики УНТ | Эффективно улучшено |
| Омический контакт | Надежный |
Исследование показало, что наличие прослойки значительно повышает прочность связи между УНТ и подложкой, сохраняя стабильную яркость света даже после непрерывной работы более 10 дней.
3. Факторы влияния: какие факторы определяют эффективность адгезии?
Четырьмя основными факторами, влияющими на адгезию проводящей пасты из углеродных нанотрубок, являются: выбор связующего, состояние дисперсии УНТ, размер частиц пасты и процесс отверждения.
3.1 Связующее является «ядром адгезии»
Связующее является наиболее прямым фактором, определяющим адгезию:
| Аспект | Подробности |
|---|---|
| Традиционный выбор | Эпоксидная смола, акриловая смола, полиуретан. |
| Оптимизированное решение | Использование натрийкарбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) вместо традиционных смол может улучшить адгезию. |
| Клеевая комбинация | Гибкие полимерные клеи на водной-основе могут улучшить адгезию волокон и устойчивость к тепловому старению. |
3.2. Дисперсионное состояние УНТ.
УНТ очень склонны к агломерации из-за сил Ван-дер-Ваальса - агломераты вызывают неравномерное внутреннее напряжение в покрытии, становясь слабыми местами для адгезии.
| Состояние дисперсии | Влияние на адгезию |
|---|---|
| Хорошая дисперсия | УНТ равномерно распределяются в матрице, образуя эффект армирования «опорной точки». |
| Плохая дисперсия | Агломераты образуют точки концентрации напряжений, и покрытие легко отслаивается от этих точек. |
3.3 Размер частиц пасты
Исследования показали, что контроль размера частиц пасты посредством измельчения имеет решающее значение:
| Шаг | Средний размер частиц |
|---|---|
| Первое шлифование | Примерно 2 мкм |
| Второе измельчение | Примерно 500 нм |
Пасты с более мелкими частицами позволяют легче добиться лучшей адгезии волокон.
3.4 Процесс отверждения
Температура, время отверждения и скорость нагрева/охлаждения влияют на конечную адгезию:
| Проблема | Последствие |
|---|---|
| Недостаточное-отверждение | Связующее не полностью сшитое, плохая адгезия |
| Чрезмерное-отверждение | Связующее стареет и становится хрупким, покрытие легко трескается. |
Краткая справочная таблица факторов, влияющих на адгезию
| Фактор | Оптимальное направление | Принцип |
|---|---|---|
| Тип переплета | КМЦ, эпоксидная смола, смола на водной-основе | Определяет прочность межфазного сцепления между покрытием и подложкой. |
| Состояние дисперсии УНТ | Однородный, без агломерации | Формирует равномерное распределение напряжения |
| Размер частиц пасты | Менее или равно 2 мкм (лучше меньше или равно 500 нм) | Частицы меньшего размера легче заполняют микроскопическую часть подложки. |
| Процесс отверждения | Точный контроль в соответствии со спецификациями связующего | Обеспечивает полное сшивание |
4. Сценарии применения и требования к адгезии
Различные сценарии применения предъявляют разные требования к адгезии - электроды литиевых батарей относятся к «встроенным» типам и требуют взаимодействия с активными материалами; проводящие покрытия относятся к «поверхностным» типам, требующим прямого соединения с подложкой.
| Сценарий применения | Субстрат | Требование к адгезии | Метод испытания | Типичное требование |
|---|---|---|---|---|
| Электрод литиевой батареи | Алюминиевая фольга/медная фольга | Синергия с активными веществами, не склонен к осыпанию порошка. | Испытание на прочность отслаивания электрода | Отраслевая практика |
| Проводящее покрытие/защита от электромагнитных помех | ПЭТ пленка, пластик | Перекрестный-тест: 0–1 класс | Тестер поперечной-разрезки + 3ленты M | Не отслаивается при натягивании ленты 3М под углом 90 градусов. |
| Проводящие волокна | Полиэстер, нейлон | Износостойкий-, устойчивый к мытью- | Испытание на истирание, испытание на стирку | Клеевая комбинация улучшает адгезию |
| Мембранные переключатели | ПЭТ, ПК | Перекрестный-тест. Оценка 0. | Тест на растяжение ленты 3М под углом 90 градусов | «Без шелушения» |
| Автоэмиссионные катоды | Стеклянная подложка | Адгезия + омический контакт | Текущий тест стабильности | Непрерывная работа более 10 дней. |
| Проводящие чернила/3D-печать | ПИ пленка, стекло | Гладкая поверхность, без шелушения | Пил-тест | Может восстанавливать сломанные цепи |
Важное различие:В литиевых батареях адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок отражается как прочность отслаивания электрода - прочность связи между слоем активного материала и токосъемником после нанесения пасты на алюминиевую/медную фольгу, сушки и каландрирования. Оно похоже на понятие «насколько прочно покрытие прилегает к поверхности подложки», но объект испытаний и стандарты немного отличаются.
5. Новый материал Shandong Tanfeng: установщик стандартов + поставщик сырья высокого-качества.
Компания Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. не только поставляет порошок углеродных нанотрубок высокой-чистоты, но также активно участвовала в разработке группового стандарта «Композитная проводящая паста из углеродных нанотрубок для литий-ионных батарей», что сделало ее одним из разработчиков стандартов в индустрии проводящих паст.
Адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок начинается с высоко-чистого, хорошо-сырья углеродных нанотрубок.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. является основной силой на начальном этапе этой отраслевой цепочки. Преимущества продукта напрямую соответствуют потребностям в адгезии:
| Размер преимущества | Прочность нового материала Tanfeng | Значение для адгезии |
|---|---|---|
| Стандартная настройка | Участвовал в разработке стандарта группы T/CAQI 423-2025. | Определяет качество из стандартного источника; Адгезия является ключевым показателем стандарта |
| Матрица продуктов | Полный спектр SWCNT/DWCNT/MWCNT | Доступны различные диаметры трубок, адаптируемые к различным системам связующего. |
| Чистота продукта | Стабильные партии больше или равны 98 %. | Меньше примесей → лучшая дисперсия → улучшенная адгезия |
| Процесс подготовки | CVD-метод с точным контролем | Узкое распределение диаметров трубок, хорошая консистенция, уменьшенная агломерация. |
Порошок углеродных нанотрубок высокой-чистоты Tanfeng New Material обеспечивает идеальную гарантию качества сырья для последующих производителей проводящих паст. Когда производители паст стремятся к «адгезии класса 0» в своих рецептурах, отправной точкой является партия хорошо диспергированных исходных материалов углеродных нанотрубок высокой-чистоты -, и именно это является областью специализации компании Tanfeng New Material.
Резюме: Краткая справочная таблица данных по адгезии сердцевины проводящей пасты из углеродных нанотрубок
| Основной вопрос | Отвечать | Источник данных |
|---|---|---|
| Насколько высокой может быть адгезия? | Оценка 0 (самый высокий уровень в перекрестном-тесте) после оптимизации рецептуры. | 2023 Химическая промышленность провинции Гуандунизучать |
| Насколько УНТ могут улучшить адгезию? | Добавление соответствующего количества 0,19% по весу увеличивает прочность на отслаивание проводящего клея на 82%. | Исследование ScienceDirect 2025 г. |
| Требует ли этого национальный стандарт? | В GB/T 33818-2017 адгезия указана как ключевой элемент тестирования. | Национальный стандарт |
| Каковы методы испытаний? | Испытание на поперечный-разрез (GB/T 9286), испытание на растяжение ленты 3M под углом 90 градусов | Отраслевой стандарт |
| Кто участвовал в установлении стандарта? | Компания Shandong Tanfeng New Material участвовала в разработке T/CAQI 423-2025. | Групповой стандарт |
Краткое содержание-одного предложения:Адгезия проводящей пасты из углеродных нанотрубок обычно хорошая (может достигать класса 0) и может быть дополнительно улучшена за счет оптимизации связующего, состояния дисперсии и размера частиц пасты. Добавление соответствующего количества УНТ в проводящие клеи может значительно повысить адгезию (до 82%). Высококачественный-порошок УНТ компании Shandong Tanfeng New Material, являющийся одним из отраслевых стандартов, обеспечивает "гарантию исходного-уровня" и превосходную адгезию.