本文關(guān)鍵詞：RFID天線用多形貌PVP包覆納米銀UV導(dǎo)電油墨的制備及其性能研究

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【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展普及和人們對便利生活的追求,加速了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展繁榮。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在以實現(xiàn)物品跟蹤和信息傳遞為目標的物流管理中發(fā)揮著重要作用,而射頻識別(RFID)技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。天線為RFID標簽的關(guān)鍵部分,其制作方式的改革得益于印刷電子技術(shù)的發(fā)展。其中,導(dǎo)電油墨的研發(fā)對降低天線制造成本意義重大。本文旨在開發(fā)兼具高導(dǎo)電性和良好力學(xué)抵抗性能的納米銀油墨。制備了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包覆的球、線、片狀納米銀,產(chǎn)物經(jīng)離心、清洗、再分散、旋蒸,獲得高濃度納米銀乙醇分散液。用納米銀分散液、溶劑及丙烯酸樹脂配置UV導(dǎo)電油墨,探討不同形貌納米銀對油墨導(dǎo)電性能及墨層力學(xué)性能的影響。首先,在液相還原法中,用水合聯(lián)氨和硝酸銀制備PVP包覆的粒徑小且均勻的球形納米銀。探討了溶劑種類、PVP與硝酸銀的摩爾比、水合聯(lián)氨濃度及反應(yīng)溫度對銀粒度的影響。結(jié)果,在硝酸銀乙醇溶液中,PVP/硝酸銀(摩爾比)=1.5,水合肼乙醇溶液體積濃度3.23%,反應(yīng)溫度80℃,磁力劇烈攪拌條件下,控制水合聯(lián)氨的滴加速度,制備了粒徑分布在20-60nm,平均粒徑35nm的納米銀球。然后,用多元醇法,在高溫回流條件下用乙二醇還原硝酸銀制備PVP包覆的納米銀線,探討了反應(yīng)時間,PVP與硝酸銀的摩爾比,PVP分子量,反應(yīng)溫度對納米銀線合成的影響。結(jié)果,當PVP K30/硝酸銀(摩爾比)=6時,乙二醇與硝酸銀在160℃高溫回流下反應(yīng)1h,合成了橫截面直徑約40nm,長徑比高達250的納米銀線。最后,利用硼氫化鈉對硝酸銀的還原作用,過氧化氫的蝕刻作用,檸檬酸三鈉的絡(luò)合作用以及PVP的包覆作用合成了邊長70-110nm,厚度20-30nm的類三角納米銀片。將納米銀分散液按比例分散至乙二醇、異丙醇的混合體系中,添加丙烯酸酯制備納米銀UV導(dǎo)電油墨。對比分析不同形貌納米銀UV油墨的導(dǎo)電效果及墨層的力學(xué)性能。結(jié)果,對于銀含量為油墨固含量66.5wt%的導(dǎo)電油墨,純銀球油墨的電導(dǎo)率為0.82×105S/m,銀球摻雜等比例銀線的油墨電導(dǎo)率達2.1×105S/m,銀球、銀線、銀片等比例摻雜的油墨電導(dǎo)率可達2.73×105S/m。含銀球、銀線、銀片的油墨層中,導(dǎo)電粒子形成的導(dǎo)電通路更加完善,油墨導(dǎo)電性顯著提高。在對墨層的抗撕拉、耐摩擦及耐彎曲性能測試時,發(fā)現(xiàn)銀線和銀片能有效改善墨層的力學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：納米銀 導(dǎo)電油墨 導(dǎo)電性能 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS802.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 前言11-12
• 1.2 導(dǎo)電油墨的構(gòu)成及導(dǎo)電機理12-14
• 1.2.1 導(dǎo)電油墨的成分與各組分作用12-14
• 1.2.2 導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電機理14
• 1.2.2.1 滲流作用14
• 1.2.2.2 隧道效應(yīng)14
• 1.2.2.3 場致發(fā)射14
• 1.3 導(dǎo)電油墨的研究進展14-17
• 1.4 納米銀的合成及研究進展17-22
• 1.4.1 納米銀的合成方法17
• 1.4.2 納米銀粒子的形成過程17-19
• 1.4.3 不同形貌和尺寸納米銀的性能19-20
• 1.4.4 納米粒子尺寸和形貌的控制方法20-21
• 1.4.5 納米銀的研究進展21-22
• 1.5 本文研究目的和內(nèi)容22-25
• 第二章 球形納米銀的制備25-41
• 2.1 前言25
• 2.2 實驗藥品與儀器25-26
• 2.2.1 實驗藥品25-26
• 2.2.2 實驗儀器26
• 2.3 樣品合成26-27
• 2.4 樣品表征方法27-29
• 2.4.1 紫外-可見光譜表征27-28
• 2.4.2 納米銀形貌粒度表征28
• 2.4.3 納米銀的紅外表征28
• 2.4.4 納米銀的XRD表征28-29
• 2.5 實驗結(jié)果與討論29-39
• 2.5.1 不同溶劑類別對納米銀形貌粒度的影響29-36
• 2.5.1.1 納米銀顆粒的紫外-可見光譜分析29-30
• 2.5.1.2 納米銀SEM和馬爾文粒度分析30-35
• 2.5.1.3 納米銀的紅外分析35
• 2.5.1.4 納米銀XRD分析35-36
• 2.5.2 PVP和硝酸銀的摩爾比對粒度的影響36-37
• 2.5.3 水合肼體積濃度對納米銀粒子粒度的影響37-38
• 2.5.4 不同反應(yīng)溫度條件對納米銀粒子粒度的影響38-39
• 2.6 實驗小結(jié)39-41
• 第三章 納米銀線的合成41-49
• 3.1 前言41
• 3.2 實驗藥品與儀器41-42
• 3.2.1 實驗藥品41
• 3.2.2 實驗儀器41-42
• 3.3 納米銀線的合成42
• 3.4 實驗結(jié)果與討論42-47
• 3.4.1 PVP/AgNO3的摩爾比對銀線的影響42-44
• 3.4.2 反應(yīng)時間條件對銀線生長的影響44-45
• 3.4.3 不同分子量PVP對納米銀線合成的影響45-46
• 3.4.4 反應(yīng)溫度條件對納米銀線合成過程的影響46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 片狀納米銀的合成49-57
• 4.1 前言49-50
• 4.2 實驗藥品與儀器50-51
• 4.2.1 實驗藥品50
• 4.2.2 實驗儀器50-51
• 4.3 片狀納米的合成51-52
• 4.4 實驗結(jié)果與討論52-56
• 4.4.1 各反應(yīng)物的作用機理探究52-54
• 4.4.2 片狀納米銀的表征54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 UV導(dǎo)電油墨的配置57-69
• 5.1 前言57-58
• 5.2 實驗儀器及藥品58-59
• 5.3 納米銀的純化及固含量的計算59-60
• 5.3.1 球形納米銀的離心及固含量計算59
• 5.3.2 納米銀線的離心及固含量計算59
• 5.3.3 納米銀片的離心及固含量計算59-60
• 5.4 導(dǎo)電油墨的配置60
• 5.4.1 UV導(dǎo)電油墨的配置60
• 5.4.2 樣品墨層的制備60
• 5.5 實驗結(jié)果與討論60-67
• 5.5.1 納米銀對UV油墨固化的影響60-61
• 5.5.2 納米銀墨層的SEM表征61-62
• 5.5.3 UV導(dǎo)電油墨導(dǎo)電性能表征62-63
• 5.5.4 樣品墨層的力學(xué)性能表征63-67
• 5.5.4.1 墨膜層抗撕拉測試63-64
• 5.5.4.2 墨膜層抗摩擦測試64-65
• 5.5.4.3 墨膜層耐彎曲性能測試65-67
• 5.5.4.4 油墨印刷方式的選擇67
• 5.6 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果77-78
• 致謝78-79
• 附件79

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