錦綸導(dǎo)電纖維及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、材料,尤其是柔性非金屬材料(纖維、織物、薄膜)的表面金屬化是實(shí)現(xiàn)該類材料功能化的重要途徑之一。表面金屬化后的柔性材料具有和金屬類似的功能,如導(dǎo)電性、電磁波發(fā)射和吸收特征、導(dǎo)電發(fā)熱特征以及某些金屬特有的抗菌抑菌特征,因此表面金屬化柔性材料具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,可以作為抗靜電、導(dǎo)電和屏蔽材料用在各種電磁屏蔽、電磁兼容、靜電消除、柔性導(dǎo)線等應(yīng)用場(chǎng)合。
　　 在所有金屬中,銀的電阻率最低,且銀還具有優(yōu)異的抗菌抑菌功能,因此,銀是柔性非金屬

2、材料表面金屬化的首選金屬材料之一。目前,實(shí)現(xiàn)非金屬材料表面銀金屬化的方法主要包括物理沉積法和化學(xué)沉積方法。化學(xué)液相沉積具有效率高、沉積層厚度可調(diào)、不受材料形狀的限制、易大規(guī)模加工等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)非金屬材料表面金屬化的重要方法之一。
　　 在此背景下,本文選用一種來(lái)源廣,價(jià)格低廉的錦綸6纖維作為載體,采用化學(xué)液相沉積法在其表面沉積包覆銀層,制備銀沉積導(dǎo)電錦綸纖維。然后將制備的導(dǎo)電錦綸纖維作為導(dǎo)電填料,通過(guò)注塑工藝與低密度聚乙烯復(fù)合制

3、備導(dǎo)電復(fù)合材料。探討了銀沉積條件對(duì)沉積過(guò)程和纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響,研究了導(dǎo)電纖維長(zhǎng)度、導(dǎo)電填料含量、注塑工藝條件和偶聯(lián)劑改性對(duì)錦綸導(dǎo)電纖維填充導(dǎo)電復(fù)合材料性能的影響,在此基礎(chǔ)上制備出性能優(yōu)良的導(dǎo)電復(fù)合材料。
　　 本文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)研究和確定了錦綸纖維化學(xué)銀沉積的前處理?xiàng)l件。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)140ml/L HCI鹽酸粗化,10g/L SnCl2和HCI100ml/L混合液敏化,1g/L AgNO3

4、溶液活化后,可以順利實(shí)現(xiàn)錦綸纖維的自催化沉積反應(yīng)。
　　 (2)化學(xué)銀沉積工藝采用的還原劑為葡萄糖,氧化液為銀氨溶液。實(shí)驗(yàn)表明,溶液的加入方式、各種試劑(AgNO3、C6H12O6、NaOH、PEG10000)的濃度、pH值、表面活性劑的使用都會(huì)影響沉積率和沉積層的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)正交試驗(yàn),得到最佳銀沉積條件為:溫度25℃,AgNO3濃度5g/L,C6H12O6濃度8g/L,NaOH濃度1.5g/L,PEG10000濃度0.2g/L。

5、
　　 (3)采用注塑工藝制備復(fù)合材料,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電纖維的長(zhǎng)徑比、導(dǎo)電纖維的用量、復(fù)合工藝所采用的溫度、壓力等都會(huì)影響復(fù)合材料的各種性能。結(jié)果表明,銀沉積導(dǎo)電錦綸纖維長(zhǎng)度為5mm,填充的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％,注塑溫度為160℃,注射壓力為60MPa時(shí),復(fù)合材料有較好的性能。
　　 (4)采用偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)電填料進(jìn)行改性,使復(fù)合材料的力學(xué)性能得到明顯的改善,且?guī)€基基團(tuán)的偶聯(lián)劑比帶氨基基團(tuán)的偶聯(lián)劑改性后的導(dǎo)電復(fù)合材料力學(xué)性能更好。