称取1 g环氧丙烯酸树脂、0.05 g三乙胺和0.1 g二苯甲酮,混合均匀得到光敏树脂,避光保存。将光 敏树脂和纳米银线混合均匀,得到导电胶。
1.6 导电胶电阻率的测定
体积电阻率的测定计算按照公式:
ρ=Rbc/a(2)
式中:R为实测电阻,a为胶层长度,b为胶层宽度,c为胶层厚度。 采用四电极电阻测试法,用电阻率仪(ZL-5智能LCR测量仪)进行测试。
1.7 导电胶抗剪切强度的测量
剪切强度的测试参照国标GB7124—1986进行[2]。实验用56 mm×16 mm×3 mm的铜片作为导电胶 的胶连接体,在25℃室温下对导电胶进行拉伸剪切强度实验,实验所用仪器为万能电子强力仪。
2 结果和讨论
2.1 光固化及导电原理
光固化导电胶固化过程的实质是自由基引发的交联反应,光引发剂是光固化体系的重要组成部分之一。 在紫外光照射下,光引发剂吸收光子,产生自由基,从而引发材料中具有反应活性物质间的化学反应(主要是聚 合反应),最终导致体型结构的形成,使材料固化。其导电机理一般认为 是在导电胶中形成导电网络。对于导电网络的形成,在20世纪70年代就有人提出了“渗滤理论(percolation theory)”。该理论认为当复合体系中导电填料的含量达到一定比率后,开始形成导电网络通道,此时电阻率会发生突降,降幅达到10个量级左右;以后导电填料继续增加,电阻率变化就很小了。这个电阻突降的填料含量临界值称为“渗滤阈值”,见图1。
2.2 纳米银线的表征
高真空二次电子成像模式,加速电压20 kV,工作距离20 mm。图 2是所制备的银纳米线的扫描电镜(SEM)图片,图中可以看出制得的 银纳米线形貌呈纤维状,粗细均匀,估算一下直径约为50 nm。
图3为银纳米线的XRD衍射图,可以看出Ag纳米线衍射峰分别对应fcc(面心立方)结构中的(111)、(200)、(220)、(311)晶面,无其他的衍射峰出现,以2θ=38°衍射峰为标准,由Voig 函数法扣除仪器展宽,分离晶格畸变影响,通过谢乐公式β=λ/ Dcosθ,计算Ag纳米线的直径为45 nm,与扫描电镜形貌图估算 相符。
2.3 纳米银线用量对导电胶电阻率的影响
除环氧丙烯酸树脂外,加3%光引发剂、8%的固化剂二苯 甲酮,不同用量的填充纳米银线配制导电胶,对导电胶固化后电 阻进行测量,结果如表1所示。
由表1可知,纳米银线用量为60%时导电胶状态较理想。低于60%的导电胶电 阻率较高,而超过60%的导电胶胶体干燥呈颗粒状,需使用较多甲苯进行稀释,而添加过多甲苯会影响导电胶固化物的物理性能,可以确定纳米银线用量在60%时导电胶具有较好的性能。