畢業(yè)設計(論文)-太陽能鋁漿觸變性研究

南通大學畢業(yè)論文 ①取若干份未加入觸變劑的鋁漿（每一份＞50g)，向鋁漿中加入觸變劑聚酰胺蠟、氧化聚乙烯蠟、氫化蓖麻油，含量分別為0、0.5%、0.8%、1.1%、1.4%、1.7%、2.0%，通過三輥研磨機混合均勻。用電子天平各稱量50g。注：氫化蓖麻油在使用時需要活化處理?；罨^程分兩階段，在活化的第一階段，先用基料溶液將氫化蓖麻油流變劑分散，活化第二階段是在攪拌的狀況下，將基料溶液及氫化蓖麻油混合物升溫至43-53℃(不同產(chǎn)品最高活化溫度不同），該過程需持20-30min，使顆粒溶脹充分。然后在攪拌的狀況下冷卻至常溫，得到具有處變性能穩(wěn)定的流變結構[14]觸變性測試：使用280目不銹鋼絲網(wǎng)，在下面放一個干燥的已經(jīng)稱量過的燒杯（用于收集漏網(wǎng)鋁漿克重），在25攝氏度下將50g所含觸變劑不同的鋁漿倒在絲網(wǎng)上，測量10分鐘后鋁漿延展的直徑，并檢測漏網(wǎng)的鋁漿的克重。溶劑網(wǎng)絡型觸變劑對太陽能鋁漿觸變性的影響取若干份未加入觸變劑的鋁漿（每一份＞50g)，向鋁漿中加入觸變劑鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三丁酯，含量分別為0、5%、6%、7%、8%、9%、10%。通過三輥研磨機混和均勻，用電子天平各稱量50g，觸變性測試。復配觸變劑對太陽能鋁漿觸變性影響取若干份未加入觸變劑的鋁漿（每一份＞50g)，向鋁漿中加入觸變劑5%檸檬酸三丁酯，，通過三輥研磨機混和均勻，再加入觸變劑氧化聚乙烯蠟，含量分別為0、5%、6%、7%、8%、9%、10%?；旌暇鶆颍秒娮犹炱礁鞣Q量50g，放在燒杯中。

第三章結果與討論3.1聚酰胺蠟對鋁漿觸變性的影響實驗數(shù)據(jù)如下：表3-1聚酰胺蠟對鋁漿觸變性影響聚酰胺蠟(%)02鋁漿延展直徑(mm)78686055545454滲漏克重(g)00000聚酰胺蠟類流變改性劑多數(shù)以蠟漿的形式供應，使用方便，不需研磨、活化或高溫熟化步驟，直接加入涂料中分散均勻便可使用。聚酰胺蠟屬于有機類流變改性劑，通過大分子鏈的相互纏繞形成網(wǎng)狀結構而具有觸變性，受剪切時，纏繞的分子被拉開，黏度因而降低；當剪切停止，大分子又重新纏繞而致黏度上升。由于這重新纏繞的過程相對緩慢，因此黏度恢復的速度也較慢，有較長時間給予濕膜流動和流平，但又不會導致流掛失控，所以這兩種流變改性劑都具有較好的流變性能，可在賦予涂膜較大的流掛極限厚度時而仍有較好的流平性，是制造厚漿涂料很有效的流變助劑既能大幅度提高涂料的抗流掛性，又不明顯影響涂料的流動和流平性以及涂膜光澤和附著力，還能起到優(yōu)異的防沉作用[15]。從表1.1中可以看出，隨著聚酰胺蠟含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，而且下降趨勢逐漸變緩慢，當百分含量達到1.4時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著聚酰胺蠟的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到0.5時就不再變化，此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以聚酰胺蠟的量達到1.4%時，觸變性就能達到最佳。氫化蓖麻油的量對太陽能鋁漿觸變性的影響表3—2氫化蓖麻油的量對太陽鋁漿觸變性的影響氫化蓖麻油(%)0鋁漿延展直徑(mm)78706355545454滲漏克重(g)00000氫化蓖麻油是由蓖麻油加氫制得的一種白色粉末，它是12—羥基硬脂酸三甘油酯，在脂肪酸鏈上有羥基，因此顯示某種程度的極性。氫化蓖麻油衍是在非極性溶劑中通過分散、活化而被溶脹的長鏈，通過大分子鏈的相互纏繞形成網(wǎng)狀結構而具有觸變性。即在非極性溶劑中能夠溶脹凝膠化，溶脹粒子間因氫化蓖麻油分子中的極性基團而產(chǎn)生微弱的氫鍵結合，形成有觸變性的網(wǎng)絡結構。當受到剪切力時，纏繞被拉開，結構破壞，黏度會下降；當剪切力消失，叉重新纏繞。這種重新纏繞的過程較緩，所以黏度恢復較慢，允許有較長的流動時間流平，適當?shù)卣{(diào)節(jié)可使涂料在較大的流掛極限厚度時仍有一定程度的流平。所以蓖麻油衍生物是制造厚涂型涂料很有價值的流變助劑。但在醇類的溶劑中有溶解的傾向，所以在含有極性的溶劑涂料中使用，貯存穩(wěn)定性不好，溶解后能在低溫下析出，形成白色晶粒。因該類材料的作用原理是在溶劑體系中有不同的溶解度而形成不同的觸變性，是容度參數(shù)的函數(shù)，因此任何影響溶度參數(shù)的因素都會影響觸變的結果。從表1.2中可以看出，隨著氫化蓖麻油含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，而且下降趨勢逐漸變緩慢，當氫化蓖麻油百分含量達到1.4時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到0.5時就不再變化，此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以氫化蓖麻油的量達到1.4%時，觸變性就能達到最佳。3.3氧化聚乙烯蠟的量對太陽能鋁漿觸變性的影響表3—3氧化聚乙烯蠟的量對太陽鋁漿觸變性的影響氧化聚乙烯蠟(%)0鋁漿延展直徑(mm)78746862605454滲漏克重(g)0000氧化聚乙烯蠟可以引入羥基、羧基、羰基等極性基團。粉狀的蠟可以加入到部分溶劑中在攪拌的狀態(tài)下將混合物加入到90-100℃，得到透明溶液。將該溶液冷卻至60℃左右，再加入其他溶劑，迅速攪拌成漿狀的分散物。若是漿狀的蠟可以直接加入到研磨色漿中，聚烯烴微粒溶脹和分散于非極性溶劑中，在涂料中起到保護膠體的作用，與顏料一起形成穩(wěn)定的膠態(tài)結構，，可作涂料流變助劑用，有防沉和防流掛的作用。特別是防止烘烤流掛，因為它受熱熔融，可與成膜樹脂物理地結合而形成一體結構。構成觸變性起到防流掛的作用[14從表1.3中可以看出，隨著氧化聚乙烯蠟含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，而且下降趨勢逐漸變緩慢，當百分含量達到1.7時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著氧化聚乙烯蠟的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到0.8時就不再變化,此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以聚酰胺蠟的量達到1.7%時，觸變性就能達到最佳，但是對于添加型觸變劑，氧化聚乙烯蠟對觸變性的影響明顯沒有聚酰胺蠟和氫化蓖麻油效果好。3.4檸檬酸三丁酯量對太陽能鋁漿觸變性影響表3—4觸變劑檸檬酸三丁酯的量對太陽鋁漿觸變性的影響檸檬酸三丁酯(%)05678910鋁漿延展直徑（mm）78766462585454滲漏克重（g）0000檸檬酸三丁酯與乙基纖維素形成氫鍵，分子間相互纏繞構成三維網(wǎng)絡結構，稠度大，具有觸變結構表現(xiàn)出觸變性，在剪切作用下，氫鍵很容易被破壞，粘度降低，剪切停止時，氫鍵又形成，粘度又增大，而且氫鍵的量飽和時，觸變性不再變化。從表1.4中可以看出，隨著溶劑網(wǎng)絡型觸變劑檸檬酸三丁酯含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，當含量9%時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著氧化聚乙烯蠟的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到7%時就不再變化，此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以檸檬酸三丁酯的量達到9%時，觸變性就能達到最佳，溶劑型觸變劑的觸變效果明顯沒有添加型好。3.5鄰苯二甲酸二丁酯的量對太陽能鋁漿觸變性的影響表3—5觸變劑鄰苯二甲酸二丁酯量對太陽鋁漿觸變性的影響鄰苯二甲酸二丁酯(%)05678910鋁漿延展直徑（mm）78705855545454滲漏克重（g）00000鄰苯二甲酸二丁酯分子中有兩個極性很強的酯基，它很容易與乙基纖維素鏈上的羥基形成氫鍵。這樣，鄰苯二甲酸二丁酯與乙基纖維素之間形成多維網(wǎng)狀結構，這是產(chǎn)生凝膠作用的根本原因。分子鏈上有兩個強極性基團的溶劑一般都可以與象乙基纖維素這類有強極性基團的聚臺物形成多維網(wǎng)狀結構。從表1.5中可以看出，隨著溶劑網(wǎng)絡型觸變劑檸鄰苯二甲酸二丁酯含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，當含量8%時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著鄰苯二甲酸二丁酯的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到5%時就不再變化，此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以檸檬酸三丁酯的量達到8%時，觸變性就能達到最佳，表1.4與表1.5相比，很明顯，對于溶劑網(wǎng)絡型觸變劑，鄰苯二甲酸二丁酯的觸變效果要比檸檬酸三丁酯的觸變效果要好。3.6復配觸變劑對太陽能鋁漿觸變性的影響表3—6復配觸變性的情況（在加入5%檸檬酸三丁酯的情況下）氧化聚乙烯蠟(%)0鋁漿延展直徑(mm)76605555545454滲漏克重(g)000000兩種觸變劑混合使用時，檸檬酸三丁酯與乙基纖維素形成氫鍵，通過分子鏈上羥基和羧基的水合作用及其分子間的纏繞，而增加體系粘度，氧化聚烯蠟微粒溶脹和分散于非極性溶劑中，可與成膜樹脂物理地結合而形成一體結構，形成穩(wěn)定的膠態(tài)結構。構成觸變性在涂料中起到保護膠體的作用，受到剪切作用，分子可從無序按剪切力的方向作有序排列，變得易于搏動，粘度下降，當剪切作用力減弱時，又可逐漸回復到原有的結構，表現(xiàn)為觸變性。觸變性的大小因粒子間引力的本質(zhì)和大小、粒子種類、粒度和粒度分布以及濃度的不同而異。從表1.6中可以看出，隨著氧化聚乙烯蠟含量的增加，鋁漿的延展直徑逐漸減小，而且下降趨勢逐漸變緩慢，當百分含量達到1.4%時，鋁漿的延展直徑不再變化，停留在54mm，且滲漏克重也是隨著氧化聚乙烯蠟的量的增多，逐漸減少，但是當百分含量達到0.5%時就不再變化,此時滲漏克重為0g。延展直徑越小，滲漏克重越少，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，觸變性越好，所以聚酰胺蠟的量達到1.4%時，觸變性就能達到最佳，表1.3與1.6相比，在加入5%檸檬酸撒三丁酯的情況下，氧化聚乙烯蠟對觸變性的影響明顯必沒有加檸檬酸三丁酯的觸變效果好。所以，復配觸變劑可以改善單一觸變劑的觸變效果。第四章結論本文通過改過變有機粘結劑的配方來調(diào)整漿料的觸變性，使用添加型觸變劑的種類為三種：聚酰胺蠟、氫化蓖麻油、氧化聚乙烯蠟，使用的溶劑網(wǎng)絡型觸變劑為2種：檸檬酸三丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯，實驗結論如下：1）對于添加型觸變劑，隨著觸變劑含量的增多，鋁漿的延展直徑減小，滲漏克重減小，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，處變結構穩(wěn)定，觸變性越好。且觸變效果為：聚酰胺蠟>氫化蓖麻油>氧化聚乙烯蠟。對于一定的鋁漿，觸變劑含量充足時，最終的觸變效果相同，鋁漿的延展直徑都為54mm，滲漏克重為0g。2）對于溶劑網(wǎng)絡型觸變劑，隨著觸變劑含量的增多，鋁漿的延展直徑減小，滲漏克重減小，鋁漿越穩(wěn)定，稠度越大，處變結構穩(wěn)定，觸變性越好。且觸變效果為：鄰苯二甲酸二丁酯>檸檬酸三丁酯。觸變劑含量充足時，對于一定的鋁漿，觸變效果與添加型觸變劑相同，鋁漿的延展直徑都為54mm，滲漏克重為0g。很明顯，添加型觸變劑的觸變效果要好于溶劑型觸變劑。3）對與復配觸變性的情況，如在加入檸檬酸三丁酯的情況下，氧化聚乙烯蠟的觸變效果明顯改善，所以復配觸變劑可以提高單一觸變劑的觸變效果。參考文獻[1]趙爭鳴等.太陽能光伏發(fā)電及其應用[M].北京科學出版社.2005.10[2]AJNozik,Quantumdotsolarcell[J].PhysicalE,V01,14,2002,pp:115—120[3]譚富彬，譚浩巍，電子元器件的發(fā)展及其對電子漿料的需求,2006,03(27)65－68[4]趙德強,馬立斌,楊君.張春雷銀粉及電子漿料產(chǎn)品的現(xiàn)狀及趨勢,電子元件與材料,2005.（6）[5]PaulWyers，Photovoltaic:AnoverviewoftechnologiesandmarketPotentials．GlassPerformanceDays，2007[6]李言榮，惲正中．電子材料導論[M]．北京：清華大學出版杜，2001．[7]張勇．厚膜導電漿料技術[J]．貴金屬，2001，22(4)：65-67[8]譚富彬，譚浩巍．電子元器件的發(fā)展及其對電子漿料的需求[J]．貴金屬，2006，03(27)：65-67．[9]陶文成，蘇功宗，張代瑛等．電阻漿料有機粘合劑[J]．貴金屬，1995，16(1)：34-36[10]李同泉．厚膜電阻漿料有機載體的改進[J]．電子元件與材料。1997，16(2)：47-49[11]SehoehKF．Conductiveadhesivesforelectronicspackaging[J']．Ⅱ：EEElectricalInsulationMagazine，2003，19(2)：46-48．[12]SKluska,FGranek,MRüdiger,MHermle.,etal.Modelingandoptimizationstudyofindustrialntypehigh[13]流變劑的使用及其發(fā)展、現(xiàn)代涂料與涂裝2000.05[14]涂料工