L'adhérence de la pâte conductrice de nanotubes de carbone est généralement bonne et peut être encore améliorée grâce à la conception de la formulation et à l'optimisation du processus. Les dernières recherches montrent que l'adhésion d'une pâte conductrice composite optimisée à base de nanotubes de carbone peut atteindre le grade 0 (le niveau le plus élevé du test de coupe croisée-). Dans les applications d'adhésifs conducteurs, l'ajout de 0,19 % en poids de nanotubes de carbone peut augmenter la résistance au pelage de 82 %. L'utilisation d'un processus intercouche (électrode inférieure à couche mince-) peut améliorer efficacement les performances d'adhésion des NTC et former un contact ohmique fiable. La norme nationale GB/T 33818-2017 « Pâte conductrice de nanotubes de carbone » répertorie explicitement l'adhérence comme indicateur de test clé. Les principaux facteurs affectant l'adhésion comprennent le choix du liant résine, l'état de dispersion et la taille des particules de pâte (une taille inférieure ou égale à 2 μm est plus optimale). Shandong Tanfeng New Material a participé à la formulation de la norme de groupe T/CAQI 423-2025 « Pâte conductrice composite de nanotubes de carbone pour batteries lithium-ion », et sa poudre de nanotubes de carbone de haute qualité fournit l'assurance d'une matière première pour une excellente adhérence.
1. Définissez d’abord la norme : comment la norme nationale définit-elle « l’adhérence » ?
La norme nationale GB/T 33818-2017 « Pâte conductrice de nanotubes de carbone » a répertorié l'adhérence comme un élément de test clé. Les méthodes de test courantes dans l'industrie incluent le test de coupe transversale (GB/T 9286) et le test de pelage du ruban 3M.
« L'adhésion » n'est pas un sentiment subjectif ; il dispose de normes et de méthodes de test claires.
Selon la norme nationale GB/T 33818-2017 « Pâte conductrice de nanotubes de carbone », l'adhérence est l'un des neuf éléments essentiels pour tester la qualité de la pâte conductrice de nanotubes de carbone. Les autres incluent la viscosité, la conductivité électrique, la stabilité thermique, la résistance à l'eau, la résistance à la température, la résistance aux chocs, etc.
Méthodes courantes de test d’adhérence dans l’industrie :
| Méthode d'essai | Principe du test | Norme de jugement | Scénarios applicables |
|---|---|---|---|
| Test de coupe croisée-(GB/T 9286) | Découpez une grille-de hachures croisées avec un cutter, puis décollez-la avec du ruban adhésif. | Grade 0=bords coupés complètement lisses ; Peeling sur une grande surface de grade 5 = | Substrats durs |
| Test de traction à 90 degrés sur ruban 3M | Tirez le ruban à un angle de 90 degrés par rapport au revêtement | Aucun pelage=qualifié | Interrupteurs à membrane, circuits en pâte d'argent |
| Testeur de coupe transversale- | Découpez une grille avec un-testeur de coupe transversale, puis décollez-la avec du ruban adhésif. | Zone de pelage<5% = qualified | Usage général |
La fiche technique d'une pâte d'argent conductrice de nanotubes de carbone de qualité industrielle indique explicitement : "Utilisez du ruban adhésif 3M 600, tirez la ligne d'argent à un angle de 90 degrés et il ne devrait pas y avoir de pelage." Il s'agit de la norme de jugement courante dans l'industrie pour une adhésion « qualifiée » - simple, directe, sans ambiguïté.
Pour les applications électroniques flexibles, les tests d’adhérence comprennent également des tests répétés de flexion et d’abrasion pour évaluer la durabilité du revêtement dans des conditions d’utilisation dynamiques.
2. Données expérimentales : jusqu'où l'adhérence de la pâte conductrice de nanotubes de carbone peut-elle réellement atteindre ?
Après optimisation de la formulation, l'adhésion de la pâte conductrice de nanotubes de carbone peut atteindre le grade 0 (le niveau le plus élevé dans le test de coupe transversale-) ; dans les adhésifs conducteurs, les nanotubes de carbone peuvent augmenter la résistance au pelage jusqu'à 82 %.
2.1 Dernières recherches : l’adhésion peut atteindre le niveau 0
Une étude de 2023 publiée dansIndustrie chimique du Guangdongsystématiquement optimisé la formulation d'une pâte conductrice composite à base de carbone-. Les chercheurs ont utilisé de la carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) comme liant au lieu des résines traditionnelles, de la polyvinylpyrrolidone (PVP) comme dispersant et un composite graphène/nanotube de carbone comme charge conductrice.
Résultats des tests :
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Résistivité | Aussi bas que 0,009 Ω·cm |
| Adhésion | Grade 0 (niveau le plus élevé du test croisé-) |
Que signifie le niveau 0 ?Le test de coupe transversale-divise l'adhésion en grades 0-5. Le grade 0 signifie que « les bords coupés sont complètement lisses, sans pelage sur les bords de la grille » – c'est un score parfait au test d'adhérence.
2.2 Champ adhésif conducteur : les NTC augmentent la résistance au pelage de 82 %
Une étude de 2025 publiée dansMatériaux d'énergie solaire et cellules solairesont systématiquement étudié l'effet des nanotubes de carbone sur les adhésifs photovoltaïques électroconducteurs (ECA).
Données clés :
| Montant d'ajout de CNT | Changement de résistance au pelage | Conclusion |
|---|---|---|
| 0,05% en poids | Pas de changement significatif | Il y a un effet de seuil |
| 0,19 % en poids | +82% | Point de gain de saturation atteint |
| >0,19 % en poids | Des rendements décroissants | Un ajout plus élevé diminue l’efficacité |
L'étude a montré qu'il existe une « fenêtre dorée » pour l'ajout de CNT : - un niveau trop bas est inefficace, un niveau trop élevé entraîne des rendements décroissants. L'existence d'un seuil de concentration signifie qu'une optimisation fine est requise pour chaque système spécifique, plutôt que simplement « plus il y en a, mieux c'est ».
2.3 Dispositifs à émission de champ : le processus intercouche améliore les performances d'adhésion
Une étude de 2013 publiée dansActa Photonica Siniquea développé un procédé de « cathode froide intégrée » : entre l'électrode inférieure en argent et la couche de nanotubes de carbone, une fine -électrode inférieure en couche contenant des nanotubes de carbone a été ajoutée comme couche intermédiaire.
Résultats des tests :
| Paramètre | Amélioration |
|---|---|
| Activer-l'intensité du champ | 2,11 V/μm → 1,68 V/μm (réduction de 20 %) |
| Courant d'émission maximal | 905 μA → 1 866 μA (augmentation de 106 %) |
| Performance d'adhésion des NTC | Efficacement amélioré |
| Contact ohmique | Fiable |
L'étude a montré que la présence de la couche intermédiaire améliorait considérablement la force de liaison entre les NTC et le substrat, maintenant une luminosité lumineuse stable même après un fonctionnement continu pendant plus de 10 jours.
3. Facteurs d'influence : quels facteurs déterminent les performances d'adhérence ?
Les quatre facteurs principaux affectant l'adhésion de la pâte conductrice de nanotubes de carbone sont : la sélection du liant, l'état de dispersion des NTC, la taille des particules de la pâte et le processus de durcissement.
3.1 Le liant est le « noyau de l’adhésion »
Le liant est le facteur déterminant le plus direct de l’adhésion :
| Aspect | Détails |
|---|---|
| Choix traditionnels | Résine époxy, résine acrylique, polyuréthane |
| Solution optimisée | L'utilisation de carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) au lieu des résines traditionnelles peut améliorer l'adhérence |
| Combinaison adhésive | Les adhésifs à base de résine flexible-à base d'eau peuvent améliorer l'adhérence des fibres et la résistance au vieillissement thermique. |
3.2 État de dispersion des NTC
Les NTC sont très sujets à l'agglomération en raison des forces de Van der Waals -. Les agglomérats provoquent des contraintes internes inégales dans le revêtement, devenant ainsi des points faibles d'adhésion.
| État de dispersion | Effet sur l'adhésion |
|---|---|
| Bonne dispersion | Les NTC sont uniformément répartis dans la matrice, formant un effet de renforcement « point d'ancrage » |
| Mauvaise dispersion | Les agglomérats forment des points de concentration de contraintes et le revêtement se décolle facilement de ces points. |
3.3 Taille des particules de pâte
Des études ont montré que le contrôle de la taille des particules de pâte par broyage est crucial :
| Étape | Taille moyenne des particules |
|---|---|
| Premier broyage | Environ 2 μm |
| Deuxième broyage | Environ 500 nm |
Les pâtes avec des particules plus fines peuvent plus facilement obtenir une meilleure adhérence des fibres.
3.4 Processus de durcissement
La température, le temps de durcissement et la vitesse de chauffage/refroidissement affectent tous l'adhésion finale :
| Problème | Conséquence |
|---|---|
| Sous-durcissement- | Liant incomplètement réticulé, mauvaise adhérence |
| Surpolymérisation- | Le liant vieillit et devient cassant, le revêtement se fissure facilement |
Tableau de référence rapide pour les facteurs influençant l’adhésion
| Facteur | Direction optimale | Principe |
|---|---|---|
| Type de classeur | CMC, époxy, résine-à base d'eau | Détermine la force de liaison interfaciale entre le revêtement et le substrat |
| État de dispersion des NTC | Uniforme, pas d'agglomération | Forme une répartition uniforme des contraintes |
| Coller la taille des particules | Inférieur ou égal à 2 μm (inférieur ou égal à 500 nm c'est mieux) | Les particules plus petites remplissent plus facilement le microscopique du substrat |
| Processus de durcissement | Contrôle précis selon les spécifications du liant | Assure une réticulation complète |
4. Scénarios d'application et exigences d'adhésion
Différents scénarios d'application ont des exigences différentes en matière d'adhésion - les électrodes de batterie au lithium sont de type « intégrées », nécessitant une synergie avec des matériaux actifs ; les revêtements conducteurs sont de type « de surface », nécessitant une liaison directe avec le substrat.
| Scénario d'application | Substrat | Exigence d'adhésion | Méthode d'essai | Exigence typique |
|---|---|---|---|---|
| Électrode de batterie au lithium | Feuille d'aluminium/feuille de cuivre | Synergie avec des matières actives, non sujettes à la perte de poudre | Test de résistance au pelage des électrodes | Pratique de l'industrie |
| Revêtement conducteur/blindage EMI | Film PET, plastique | Test croisé -niveau 0-1 | Testeur de coupe transversale-Ruban M | Aucun pelage lorsqu'on tire avec du ruban adhésif 3M à un angle de 90 degrés |
| Fibres conductrices | Polyester, nylon | Résistant à l'usure-, résistant au lavage-résistant | Test d'abrasion, test de lavage | La combinaison adhésive améliore l'adhérence |
| Interrupteurs à membrane | PET, PC | Test croisé-niveau 0 | Test de traction à 90 degrés sur ruban 3M | "Pas de pelage" |
| Cathodes à émission de champ | Substrat en verre | Performance d'adhésion + contact ohmique | Test de stabilité actuelle | Fonctionnement continu pendant plus de 10 jours |
| Encre conductrice/impression 3D | Film PI, verre | Surface lisse, pas de pelage | Test de pelage | Peut réparer les circuits cassés |
Une distinction importante :Dans les applications de batteries au lithium, l'adhésion de la pâte conductrice de nanotubes de carbone se reflète dans la résistance au pelage de l'électrode - la force de liaison entre la couche de matériau actif et le collecteur de courant une fois que la pâte est enduite sur une feuille d'aluminium/cuivre, séchée et calandrée. Il est similaire au concept de « la fermeté avec laquelle le revêtement adhère à la surface du substrat », mais l'objet de test et les normes sont légèrement différents.
5. Nouveau matériau Shandong Tanfeng : établissement de normes + fournisseur de matières premières de haute qualité-
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. fournit non seulement de la poudre de nanotubes de carbone de haute-pureté, mais a également participé activement à la formulation de la norme du groupe « Pâte conductrice composite de nanotubes de carbone pour batteries au lithium-ion », ce qui en fait l'un des organismes de référence dans l'industrie des pâtes conductrices.
L'adhésion de la pâte conductrice de nanotubes de carbone commence par des matières premières de nanotubes de carbone de haute-pureté et-bien dispersées.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. est précisément la force centrale en amont de cette chaîne industrielle. Ses avantages produits correspondent directement aux besoins d’adhésion :
| Dimension Avantage | La force du nouveau matériau Tanfeng | Importance pour l’adhésion |
|---|---|---|
| Paramétrage des normes | Participation au groupe de rédaction de la norme T/CAQI 423-2025 | Définit la qualité à partir de la source standard ; l’adhésion est un indicateur clé de la norme |
| Matrice de produits | Gamme complète de SWCNT/DWCNT/MWCNT | Différents diamètres de tubes disponibles, s'adaptant aux différents systèmes de liants |
| Pureté du produit | Supérieur ou égal à 98%, lots stables | Moins d'impuretés → meilleure dispersion → adhérence améliorée |
| Processus de préparation | Méthode CVD avec contrôle précis | Répartition étroite du diamètre des tubes, bonne consistance, agglomération réduite |
La poudre de nanotubes de carbone de haute pureté-de Tanfeng New Material offre une garantie de matière première idéale pour les fabricants de pâtes conductrices en aval. Lorsque les fabricants de pâtes recherchent une « adhérence de niveau 0 » dans leurs formulations, le point de départ est un lot de matières premières de nanotubes de carbone de haute pureté -bien dispersées - - et c'est précisément le domaine d'expertise de Tanfeng New Material.
Résumé : Tableau de référence rapide pour les données d'adhésion du noyau de la pâte conductrice de nanotubes de carbone
| Question fondamentale | Répondre | Source de données |
|---|---|---|
| Jusqu’où l’adhésion peut-elle atteindre ? | Grade 0 (niveau le plus élevé du test cross-) après optimisation de la formulation | 2023 Industrie chimique du Guangdongétude |
| Dans quelle mesure les NTC peuvent-ils améliorer l’adhésion ? | L'ajout d'une quantité appropriée de 0,19 % en poids augmente la résistance au pelage de l'adhésif conducteur de 82 % | Etude ScienceDirect 2025 |
| La norme nationale l’exige-t-elle ? | GB/T 33818-2017 répertorie l'adhésion comme élément de test clé | Norme nationale |
| Quelles sont les méthodes de tests ? | Test de coupe transversale-(GB/T 9286), test de traction à 90 degrés sur ruban 3M | Norme industrielle |
| Qui a participé à l’établissement de la norme ? | Shandong Tanfeng New Material a participé à la rédaction du T/CAQI 423-2025 | Norme de groupe |
Résumé en une-phrase :L'adhérence de la pâte conductrice de nanotubes de carbone est généralement bonne (peut atteindre le grade 0) et peut être encore améliorée en optimisant le liant, l'état de dispersion et la taille des particules de pâte. L'ajout d'une quantité appropriée de NTC aux adhésifs conducteurs peut augmenter considérablement l'adhérence (jusqu'à 82 %). En tant que l'un des organismes de référence de l'industrie, la poudre de CNT de haute qualité -de Shandong Tanfeng New Material offre une "assurance de niveau source-" pour une excellente adhérence.