錦綸導電纖維及其復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,如導電性、電磁波發(fā)射和吸收特征、導電發(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、柔性導線等應(yīng)用場合。
　　 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沉積方法。化學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,是實現(xiàn)非金屬材料表面金屬化的重要方法之一。
　　 在此背景下,本文選用一種來源廣,價格低廉的錦綸6纖維作為載體,采用化學液相沉積法在其表面沉積包覆銀層,制備銀沉積導電錦綸纖維。然后將制備的導電錦綸纖維作為導電填料,通過注塑工藝與低密度聚乙烯復合制

3、備導電復合材料。探討了銀沉積條件對沉積過程和纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響,研究了導電纖維長度、導電填料含量、注塑工藝條件和偶聯(lián)劑改性對錦綸導電纖維填充導電復合材料性能的影響,在此基礎(chǔ)上制備出性能優(yōu)良的導電復合材料。
　　 本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)研究和確定了錦綸纖維化學銀沉積的前處理條件。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過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,可以順利實現(xiàn)錦綸纖維的自催化沉積反應(yīng)。
　　 (2)化學銀沉積工藝采用的還原劑為葡萄糖,氧化液為銀氨溶液。實驗表明,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影響沉積率和沉積層的質(zhì)量。經(jīng)過正交試驗,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合材料,實驗發(fā)現(xiàn)導電纖維的長徑比、導電纖維的用量、復合工藝所采用的溫度、壓力等都會影響復合材料的各種性能。結(jié)果表明,銀沉積導電錦綸纖維長度為5mm,填充的質(zhì)量分數(shù)為10％,注塑溫度為160℃,注射壓力為60MPa時,復合材料有較好的性能。
　　 (4)采用偶聯(lián)劑對導電填料進行改性,使復合材料的力學性能得到明顯的改善,且?guī)€基基團的偶聯(lián)劑比帶氨基基團的偶聯(lián)劑改性后的導電復合材料力學性能更好。