微米级银薄片的表面功能化

 

在过去的几十年里，人们已经报道了ECAs的可靠性、成本降低、高导电性和粘合强度。为了提高ECA的导电性和机械性能，人们做出了许多努力，包括增加树脂基体收缩率、在银颗粒上原位更换表面润滑剂、纳米银填料的低温烧结、添加还原剂或低温液体填料、添加偶联剂，使用具有低储能模量和导电填料还原含量的树脂基质。此外，还报道了使用偶联剂、表面活性剂和表面涂层的功能化银片。固化剂的活性官能团（-CN、-N和-OH）附着在Ag薄片上，并可能形成致密的聚合物包覆层，从而导致ECAs的导电性较差。在用酸-醇溶液处理后，Ag薄片的添加导致ECAs的粘度增加，并且Ag薄片在ECAs中的分散性较差。二元酸的有机官能团，如羧基和巯基，与Ag薄片具有良好的亲和力，可用于功能化Ag薄片，从而在Ag表面附着一层有机酸分子。有机二元酸的羧基可以与Ag薄片结合，取代Ag表面的有机润滑剂，从而避免Ag薄片的团聚，使其更均匀地分散在ECAs的树脂基体中。它不仅可以实现Ag薄片之间更好的接触，而且可以在ECAs中形成更多的导电通路。戊二酸中含有O、S、N、H等元素，这些元素可以在银表面与有机润滑剂形成氢键、共价键、偶极键或离子键，并可以提高ECA的导电性和机械性能。此外，它还可用于去除液态金属油墨的表面氧化层（例如，镓和镓基合金，它们对液态金属的界面性能有很大影响，例如液态金属的粘附性、润湿性和流变性。 研究思路：

采用戊二酸原位取代有机润滑剂对微米级银片进行功能化。讨论润滑剂层与银片表面之间的相互作用、润滑剂的热分解以及戊二酸对润滑剂去除的影响。研究不同戊二酸含量的ECAs的固化行为、体积电阻率和剪切强度。

研究内容： 1、SEM形貌及元素分析

2、热分析

  3、FTIR&拉曼光谱&XPS分析

4、ECAs的体积电阻率、剪切强度和粘度

ECAs显示出良好的流动移动性和最低的粘度。随着戊二酸的持续增加，Ag表面的有机膜增厚，Ag薄片在其上聚集成团聚体，阻碍了ECAs的流动，并增加了粘度。此外，戊二酸表现出弱极性，这有助于改善相容性。

5、作用机制

戊二酸可以有效地原位取代银片上的C18-硬脂酸，并且在不影响ECA的机械性能的情况下显著改善了ECA的电性能。

研究结论：

1、一种短链二羧酸，即戊二酸，可以有效地去除银表面的有机润滑剂，这对ECA的性能有积极影响。研究了戊二酸对ECA的热稳定性、导电性、机械性能和粘度的影响，还探索了戊二酸对ECA作用的机理。

2、SEM、EDS和ICP-OES分析表明，功能化的Ag薄片均匀分散，表面清洁光滑，戊二酸-乙醇溶液可以更有效地去除Ag表面的有机润滑剂。TG和DSC结果表明，约0.31%的戊二酸吸附在Ag表面，显著促进了ECAs的固化行为。

3、戊二酸不仅可以有效地去除Ag表面的有机润滑剂，而且可以参与与2E4MZ-CN的酰胺化反应，当戊二酸达到一定含量时，通过充当桥梁来促进环氧树脂的固化。
        责任编辑：彭菁