Desenvolvimento de adesivos condutores elétricos isotrópicos com partículas de prata tratadas com moléculas orgânicas

Abstract

Neste trabalho foi estudado a influência de moléculas orgânicas, principalmente a molécula ditiotreitol (DTT), nas propriedades elétricas e mecânicas de adesivos condutores elétricos isotrópicos (ICA). Os ICA foram preparados utilizando dois tipos de partículas de prata como preenchedores: partículas adquiridas comercialmente (AgC) e partículas de prata recicladas obtidas a partir de sucata de joias (AgR). Os resultados mostraram que o tratamento das partículas com moléculas orgânicas obteve sucesso na substituição do lubrificante presente na superfície das partículas de AgC e no recobrimento da superfície das partículas de AgR, neste último caso verificou-se que o tratamento em maiores concentrações evitou a formação de grandes aglomerados de partículas. Entre os ICA preparados com 80% do peso total (pt) de preenchedores, os melhores desempenhos elétricos foram encontrados em ICA feitos com AgR na concentração de 10 mM de soluções de DTT e ácido tioglicólico (MAA), os resultados foram atribuídos a melhor funcionalização das superfícies, menores tamanhos de aglomerados de partículas e dispersão destes na matriz polimérica. Análises mecânicas foram realizadas somente em ICA preparados com AgC e AgR com e sem tratamento por DTT, e foi observado que o uso de AgR melhora a performance mecânica a medida que a concentração do tratamento por DTT é aumentada, já o uso de AgC mostrou efeito contrário. Para os ICAS preparados com 60% pt de preenchedores os resultados mostraram que quando se misturou partículas de AgR com diferentes tamanhos e tratamentos, mais especificamente, na mistura de 55% pt de AgR tratada com 0,1 mM DTT com 5%pt de AgR tratada com 10mM de MAA e dodecanotiol, foram encontradas menores resistividades elétricas com maior reprodutibilidade. Em relação as propriedades mecânicas, a comparação entre ICA preparadas com 80 e 60%pt de preenchedores, mostrou que as melhores performances estão mais relacionadas com a boa dispersão das partículas do que com a quantidade delas inseridas na matriz polimérica.<br>

Abstract : In this work we studied the influence of organic molecules, principally Dithiothreitol molecule (DTT), in the electrical and mechanical properties of the isotropic conductive adhesives (ICA). The ICAs were filled with commercial silver micro flakes (AgC) or submicron silver particles from waste jewelry (AgR). The results showed that DTT molecules replaced the lubricant layer present in the AgC fillers and covered with success the surface of AgR particles. In the latter case, the DTT treatment avoided the particles agglomeration. For the ICAs prepared with 80% wt (weigth total) of fillers, the best electrical performance was verified in the ICA prepared with AgR fillers treated with 10mM of DTT and thioglycolic acid (MAA) solutions. This result was attributed at the better coating of thiol molecules in the AgR particles surface, the smaller sizes of AgR particle agglomerates and the better dispersion of the AgR fillers in the polymeric matrix. The mechanical analysis were only performed in the ICAs prepare with particles treated with DTT molecules. The best mechanical performance was observed for the ICAs prepared with treated AgR particles in function of the DTT concentration, already the use of AgC showed the opposite. For the ICAS prepared with 60%wt of fillers, the best electrical performance with good reproducibility was verified in the mixture of the fillers with 55%wt of the AgR treated by 0.1mM DTT and 5%wt of the AgR treated by 10mM of the MAA and dodecanethiol. About the mechanical properties, the comparison between ICAs prepared with 80 and 60%wt of fillers, showed that the best performances are more related to the good dispersion of the particles than to the mass of fillers in the polymer matrix.