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关于不同导电材料导电性能的讲解

发布时间:2021-10-19 18:45:28      点击次数:125

  早些时候,柔性导电材料是指材料在一定应力(>>1百分比)的多次循环作用下,不会产生疲劳或下降的一类材料。

  要知道,柔性导电材料(FlexibleConductiveMaterials,后缀以FCMs),正如其名所说,材料具有导电和弹性两种特性,例如:弯曲、拉伸、扭转等等,但对于FCMs来说,更重要的性能就是承受这些变形,保持电气特性。

  为了实现FCMs,一般需要柔性聚合物基体作支撑,再加载导电性成分,形成一个导电网络。挠性导电材料只是个大概念,下面有许多分支,选择合适的聚合物和导电性成分,就可以达到这些特性。

  为确保其柔软性,本研究中经常使用的导电材料有:石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、导电高分子(聚乙烯二氧噻吩)等。

  PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(PU)、PU(PU)、SBS(SBS)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。PET薄膜有很好的透光性,但只会弯曲,不能拉伸。PDMS为硅橡胶,固化后具有良好的透明度,可拉伸>100百分比,拉伸释放后可完全回复。PU与SBS的拉伸性能要好于PDMS,从不同牌号看,其拉伸性能在300~1000百分比之间,但透明度较差,且部分牌号经拉伸释放后回复性较差。

  因此,针对这些不同类型的聚合物,目前主要有以下几种柔性导电材料:

  1.柔软的透明电极。

  在透明PET衬底上形成了薄层的导电组分。特性:高透过度(一般>80百分比),低电阻(<20Ω/sq),在弯曲过程中几乎不存在电性能;

  2.导电性材料可拉伸。

  采用PDMS和PU、SBS相结合的可拉伸弹性基质和导电成分。同时,通过对聚合物基体结构的设计,更好地保持了材料的拉伸电性。特性:一定的电气性能(根据所使用的导电成分而异)、伸缩性(70~1000百分比范围内)、在拉伸时保持一定的电气性能(视体系而定);

  3.透明电极可拉伸。

  有两种性质,一种是1和2。通常使用PDMS,负载薄层导电元件。特性:高透过率(一般>80百分比),低电阻(<20Ω/sq),伸长率(基本用PDMS,因此在100~200百分比);

  除上述3种外,近年来还有些可穿戴的传感器材料,也是柔性导电材料,只是要达到不同的性能,例如,压力敏感电极(电阻随压力显著降低)、拉伸敏感电极(电阻随拉伸显著增加)

  在介绍了一些基本知识之后,以下就回答楼主的具体问题:

  1.见上文。

  2.由于未进行过研究,未见过相关的研究,我认为拉长状态下,这些特征也是存在的;

  3.制备过程也要视系统而定,在目前的研究中,有相当一部分不需要高温高压工艺。例如,制作柔性透明电极非常简单,在PET衬底上涂导电组分,涂覆方法有:棒状涂层、旋涂、喷塑、roll-to-roll(这类公司已经使用了)。导电材料是可拉伸的,不知道公司现在有没有做过,研究中的话,主要是制备具有特殊结构的聚合物,还有把导电成分加到聚合物上,这包括了很多,如果业主有需要,可以再详细说明一下。

  3.未接触导电油墨,本人对导电油墨的了解是:导电浆料(不知对错)。假如要将导电膜水与导电硅胶结合起来,是不是就可以在硅胶上打印导电墨水,假如导电墨水用的导电组分柔性较好,也可以承受一定的形变。


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