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结果及分析
1.涂层导电性测试 涂层的导电性可由方阻来表征，方阻越小，涂层越致密，导电性越好。测试带有导电涂层的玻璃基材的方阻，结果如表2所示。由表2可知，醇溶剂导电涂层的导电性比水溶剂的要好。醇溶剂导电涂层的配方中，3号样品的方阻最小，1号样品的方阻最大，这可能是由于甲酸含量较少时，喷墨导电墨水中的部分铜在烧结过程中无法被还原，反而被氧化形成铜的氧化物，导致涂层导电性降低，因此方阻较大;随着甲酸含量的增加，铜的氧化物被完全还原成铜单质，涂层的导电性增强，方阻降低;甲酸含量继续增加，多余的甲酸会分解产生CO2、H2O等分子，破坏了涂层的连续性，使涂层导电性降低，方阻升高。  2.黏度测试 喷墨导电墨水一般要求黏度较低，以保证其具有较好的流动性。各铜基无颗粒型喷墨导电墨水样品黏度见表3。从中可知，在甲酸用量相同的情况下，由于乙二醇的黏度比水的大，导致醇溶剂样品的黏度比水溶剂样品的黏度大;而随着甲酸含量的增加，样品黏度先增大后减小。根据QB/T 2730.1-2013《喷墨打印机用墨水》可知，喷墨打印机墨水的黏度指标为1.0～15.0mPa・s。由此可知，所有样品的黏度技术指标均符合规定。 3.表面张力测试 样品的表面张力如表4所示。由表4可知，水溶剂样品的表面张力比醇溶剂样品的表面张力大，这是因为水的表面张力比醇的表面张力大;甲酸的用量对样品的表面张力几乎没有影响。根据QB/T 2730.1-2013可知，墨水的表面张力技术指标为25～60mN/m。由此可知，所有样品的表面张力技术指标均符合规定。 4.pH值测试 样品静置后部分产生了沉淀，沉淀情况和pH值如表5所示。由表5可知，随着甲酸含量的增加，样品中OH-离子的相对含量逐渐减少，H+离子的相对含量逐渐增加，样品的pH值不断降低。当样品的pH值大于8时，铜以铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+的形式存在，无沉淀产生;当pH值为7～8时，样品中OH-离子的相对含量减少，碱式硫酸铜沉淀随之产生;当pH值小于7时，样品呈酸性，沉淀也随着H+离子相对含量的增加而消失。样品中沉淀的产生会降低铜离子的含量，因此要避免沉淀的存在。而且，一般为防止喷墨墨水腐蚀喷墨打印机喷头，要求喷墨墨水pH值呈中性。所以，4号和5号样品满足要求。 综上所述，可得出以下结论，结合样品涂层的导电性、黏度、表面张力、pH值综合考虑，当配方中无水硫酸铜与甲酸的摩尔比为1∶4、溶剂为乙二醇时喷墨导电墨水的综合性能最好，该配方可作为铜基无颗粒型喷墨导电墨水的基本配方。 |
