导电油墨中保护剂与银表面相互作用机理

摘要

目的研究导电油墨保护剂去除机理,为降低烧结所需能量、实现印刷电子的精准烧结提供参考依据。方法通过分子动力学(MD)方法建立导电油墨中常使用的羧酸类小分子保护剂和聚合物保护剂模型,计算保护剂与银表面的相互作用能。结果模拟计算结果表明,相互作用能大小主要与保护剂分子的相对分子质量、所含的官能团种类及其数量相关。保护剂的相对分子质量越大,与银表面之间的相互作用能绝对值越大,烧结后处理需要的能量越高;同时通过偶数碳羧酸保护剂与银表面的相互作用能拟合出线性曲线,可预测不同偶数碳链羧酸保护剂与银表面相互作用能。通过在铜版纸、聚酰亚胺(PI)薄膜2种柔性基材上进行近红外烧结实验可以明确,在导电油墨烧结过程中存在去除保护剂和致密化2个阶段,且2个阶段同步交叉进行,烧结温度越高,烧结进程越快。结论揭示了导电油墨保护剂去除机理,有助于在配制导电油墨时选择合适的保护剂,实现精准烧结,节约能源。