清华大学王晓慧团队研究成果：聚乙烯醇缩丁醛分子量对MLCC配料流延参数的影响
引言
片式多层陶瓷电容器（MLCC）作为电子元件中的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备中。MLCC的制备过程中，陶瓷浆料的性能直接影响到最终产品的质量和性能。聚乙烯醇缩丁醛（PVB）作为一种关键的粘合剂，其分子量对陶瓷浆料的粘度、流延膜片的强度以及MLCC的电性能具有重要影响。本文旨在研究不同分子量PVB对MLCC配料流延参数的影响，以优化MLCC的制备工艺。文章基于清华大学王晓慧教授团队研究成果及国家自然科学基金项目资助。
1、研究背景
MLCC的重要性：MLCC以其体积小、比容高、稳定性好等优点，在电子元件市场中占据主导地位。随着电子产品向小型化、高性能化方向发展，对MLCC的性能要求也越来越高。
PVB在MLCC制备中的作用：PVB作为MLCC陶瓷浆料中的粘合剂，不仅影响浆料的粘度和流变性，还直接关系到流延膜片的强度和MLCC的电性能。因此，PVB的选择和优化对MLCC的制备至关重要。
分子量对PVB性能的影响：PVB的分子量直接影响其粘合性能和成膜性能。不同分子量的PVB在陶瓷浆料中的表现不同，进而影响MLCC的最终性能。然而，关于PVB分子量对MLCC配料流延参数的系统研究尚不多见。
2、创新亮点
（1）系统研究不同分子量PVB的影响
本文创新性地研究了3种不同分子量（53 000、95 000、110 000）的PVB对MLCC配料流延参数的影响，涵盖了粘合剂及陶瓷浆料黏度、黏合剂及膜片强度、陶瓷浆料分散性、膜片微观形貌及MLCC电性能等多个方面。
（2）深入分析机理
通过凝胶渗透色谱、黏度计、激光粒度分析仪、电子万能试验机等多种测试手段，深入分析了PVB分子量对各项参数的影响机理，为优化MLCC制备工艺提供了科学依据。
（3）发现最佳分子量范围
实验结果表明，当PVB分子量为95 000时，能够获得黏度适中、强度高、分散性好的陶瓷浆料，制备出的MLCC电性能优异。这一发现为MLCC生产中PVB的选择提供了重要参考。
3、图文展示
图2 不同PVB制备浆料的黏度
Fig.2 The viscosity of slurries prepared with different PVB
图3 不同PVB配制粘合剂薄片的应力-应变曲线
Fig.3 The stress-strain curves of binder sheets prepared with different PVB
图4 不同PVB流延膜片的（a）应力-应变曲线和 (b)红外光谱
Fig.4 (a) The stress-strain curve and (b) infrared spectra of casting films with different PVB
图5 不同PVB制备浆料的粒度对比
Fig.5 Comparison of particle size of slurries prepared with different PVB
图7 不同PVB流延膜片的粒径分布 (a) BM-SZ (b) B76和(c) BH-3
Fig.7 Grain size distribution of casting films with different PVB of (a) BM-SZ, (b) B76 and (c) BH-3
图8 不同PVB流延膜片的表面粗糙度 (a) BM-SZ (b) B76和(c) BH-3
Fig.8 Surface roughness of casting films with different PVB of (a) BM-SZ, (b) B76 and (c) BH-3
4、结论
（1）分子量对黏度和强度的影响：随着PVB分子量的增加，黏合剂和陶瓷浆料的粘度显著增大，同时黏合剂薄片和陶瓷膜片的拉伸强度也相应提高。这主要是由于高分子量PVB具有更多的链段数和更长的分子链，增加了分子间的缠结和摩擦效应。
（2）分子量对分散性和微观形貌的影响：不同分子量的PVB对陶瓷浆料的分散性影响较小，但高分子量PVB（如110 000）容易导致浆料团聚，影响膜片的平整度和致密性。这主要是由于长分子链的高分子在研磨过程中不易解碎，容易包裹粉体形成团聚体。
（3）最佳分子量选择：综合考虑黏度、强度、分散性和电性能等因素，本文认为在制备MLCC时，选择分子量为95 000的PVB较为合理。这一分子量的PVB能够平衡各项性能指标，制备出性能优异的MLCC产品。
（4）实际应用价值：本研究结果对MLCC的浆料配方优化和产品设计开发具有重要的参考价值。通过合理选择PVB分子量，可以显著提高MLCC的制备效率和产品质量，推动MLCC行业的技术进步和发展。
引用本文
文章发表于《功能材料》2025年第56卷第10期，欢迎引用本文：
朱东萍,王新,汪宏显,等.聚乙烯醇缩丁醛分子量对MLCC配料流延参数的影响[J].功能材料,2025,56(10):10001-10008.
ZHU D P,WANG X,WANG H X,et al.The effect of molecular weight of polyvinyl butyral onparameters of batching and casting in MLCC[J].Journal of functional materials,2025,56(10):10001-10008.