在導(dǎo)電粒子方面,異方導(dǎo)電特性主要取決于導(dǎo)電粒子的充填率。雖然異方性導(dǎo)電膠其導(dǎo)電率會(huì)隨著導(dǎo)電粒子充填率的增加而提高,但同時(shí)也會(huì)提升導(dǎo)電粒子互相接觸造成短路的機(jī)率。
另外,導(dǎo)電粒子的粒徑分布和分布均勻性亦會(huì)對(duì)異方導(dǎo)電特性有所影響。通常,導(dǎo)電粒子必須具有良好的粒徑均一性和真圓度,以確保電極與導(dǎo)電粒子間的接觸面積一致,維持相同的導(dǎo)通電阻,并同時(shí)避免部分電極未接觸到導(dǎo)電粒子,導(dǎo)致開路的情形發(fā)生。常見的粒徑范圍在3~5μm之間,太大的導(dǎo)電粒子會(huì)降低每個(gè)電極接觸的粒子數(shù),同時(shí)也容易造成相鄰電極導(dǎo)電粒子接觸而短路的情形;太小的導(dǎo)電粒子容易行成粒子聚集的問題,造成粒子分布密度不平均。在導(dǎo)電粒子的種類方面目前已金屬粉末和高分子塑料球表面涂布金屬為主。常見使用的金屬粉鎳(Ni)、金(Au)、鎳上鍍金、銀及錫合金等。
自1962年美國(guó)專利首次涉及隨后美國(guó)ORNL使用活性炭纖維過濾放射性碘輻射以來(lái),不同前驅(qū)體有機(jī)纖維及其活性炭纖維的研究和應(yīng)用得到快速發(fā)展。美國(guó)、英國(guó)、前蘇聯(lián)、特別是日本,是研究和使用ACF的大國(guó),年產(chǎn)量近千噸。國(guó)內(nèi)的ACF研究起始于80年代末期,到90年代后期陸續(xù)出現(xiàn)工業(yè)化裝置。大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
制造方法:前驅(qū)體原料的不同,ACF的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也明顯不同。ACF的生產(chǎn)一般是將有機(jī)前驅(qū)體纖維在低溫200 ℃~400 ℃下進(jìn)行穩(wěn)定化處理,隨后進(jìn)行(炭化)活化。常用的活化方法主要有:用CO2或水蒸汽的物理活化法以及用ZnCI2,H3PO,H2PO4,KOH 的化學(xué)活化法,處理溫度在700 ℃~1 000 ℃間,不同的處理工藝(時(shí)間,溫度,活化劑量等)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)和性能。用作ACF前驅(qū)體的有機(jī)纖維主要有纖維素基,PAN基,酚醛基,瀝青基,聚乙烯醇基,苯乙烯/烯烴共聚物和木質(zhì)素纖維等。商業(yè)化的主要是前4種。
功能化方法:功能化主要通過孔隙結(jié)構(gòu)控制和表面化學(xué)改性來(lái)滿足對(duì)特定物質(zhì)的吸附轉(zhuǎn)化。
ACF通常適用于氣相和液相低分子量分子(MW=300以下)的吸附。當(dāng)吸附劑微孔大小為吸附質(zhì)分子臨界尺寸的兩倍左右時(shí),吸附質(zhì)較容易吸附??讖秸{(diào)整的目的就是使ACF的細(xì)孔與吸附質(zhì)分子尺寸相當(dāng),通常采用下列方法:1)活化工藝或活化程度的改變(至納米級(jí));2)在原纖維中添加金屬化合物或其它物質(zhì)經(jīng)炭化活化,或采用ACF添加金屬化合物后再活化(中孔為主),原料纖維預(yù)先具有接近大孔的孔徑(大孔);3)烴類熱解在細(xì)孔壁上沉積、高溫后處理(使孔徑變小)。
表面化學(xué)改性主要改變ACF的表面酸、堿性,引入或除去某些表面官能團(tuán)。經(jīng)高溫或經(jīng)氫化處理可脫除表面含氧基團(tuán)(還原);通過氣相氧化和液相氧化的方法可獲得酸性表面。改性需綜合考慮物理結(jié)構(gòu)與化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。
熱壓后,可藉由室溫存放,使樹脂得以緩慢而持續(xù)的進(jìn)行分子鍵結(jié)反應(yīng),其接著 強(qiáng)度可隨之逐漸增加。如有需要,亦可采用后熟化反應(yīng),以提升其接著強(qiáng)度。后 熟化可以使用 90°C x 60 分鐘。如果產(chǎn)品終需要能通過高溫回焊,則建議采用 兩段式后烤熟化︰90°C x 30 minutes至150°C x 30 minutes,則接著強(qiáng)度可提升到 1.0 kg/cm 以上,也更能承受嚴(yán)苛的高溫環(huán)境。
此產(chǎn)品熱壓后具有可修補(bǔ)性,也就是當(dāng)熱壓后,如果因過度拉扯或操作不良的因素,造成導(dǎo)電性的問題時(shí),可簡(jiǎn)單的再以80°C x 5 seconds熱壓即可修補(bǔ),而無(wú)需重工。如果因?qū)ξ徊涣级柚毓r(shí),只需以丙酮擦拭即可清除干凈。