聚合物纤维及粉体化学镀金属研究

论文摘要

现代电子仪器、仪表、通讯及办公设备正朝着微型化、轻型化方面发展,在需要进行导电性连接的部件已由原来的焊、铆等工艺方法逐渐地用导电粘接所代替。最为常用的是非导电聚合物中填充导电粒子制成复合导电胶,其导电填料主要采用金、银、铜、镍等金属导电粉末。目前市场上主要用银粉作为导电填料来制备导电胶。一方面银粉的价格比较昂贵,一般都要添加质量分数为60%以上才能达到良好的导电性,因此目前市场上的导电胶价格很高,另一方面银粉与聚合物树脂密度相差很大,在聚合物基体中容易产生沉降,给导电胶的储存和运输带来极大的不便。本论文采用化学镀的方法,制备了两种密度小、导电性好的镀铜聚酯微粉和镀银PAN电纺纤维,详细探讨了化学镀液配方及各种工艺条件等影响因素,并对其表面形态、热性能、导电性能进行了研究。1.通过化学镀的方法制备了微米级镀铜聚酯粉体,其导电性好、密度小,但其在空气中容易氧化,要进行表面处理以改善其耐氧化性能。利用激光粒度仪,X-射线衍射仪、扫描电镜和热台光学显微镜对其表面形貌进行研究。结果表明,该微粉粒径范围在0.1-2.8μm之间,具有一定的分散性;在25℃-300℃内具有较好的热稳定性。将镀铜聚酯微粉与环氧树脂共混制备导电胶,其导电性能测试结果表明,用表面处理剂包覆处理的镀铜聚酯粉体制备的导电胶的导电性能得到提高,添加质量分数为50%的镀铜聚酯微粉制备的导电胶体积电阻率为1.6×10-3Ω·cm,在25oC-120oC之内其体积电阻率变化在20%以下,在存放三个月后其导电性能没有明显下降。2.通过化学镀的方法制备了亚微米级的镀银电纺PAN纤维,其比重小,导电性好,添加量少,耐氧化性好。采用SEM和热台光学显微镜对其表面形貌进行研究,结果表明其具有一定的长径比,在25℃-300℃内具有较好的热稳定性;将其与环氧树脂等聚合物基体进行共混制备导电胶,导电性能测试结果表明添加质量分数为30%的镀银PAN电纺纤维制备的导电胶体积电阻率达到10-3Ω·cm,在25℃-150℃之内其体积电阻率变化在20%以下。导电胶的剪切强度随聚合物基体的不同而改变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 导电高分子材料概述
• 1.1.1 导电高分子材料的分类
• 1.1.2 导电高分子材料的性能标准
• 1.1.3 复合型导电高分子材料的应用
• 1.1.4 高分子基体导电填料的制备方法－化学镀
• 1.2 相关领域的研究进展、成果及不足
• 1.2.1 粉体化学镀金属研究进展
• 1.2.2 研究中存在的不足
• 1.3 本研究课题的来源及主要研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 原料
• 2.2 实验装置
• 2.3 化学镀工艺流程图
• 2.4 高分子基体的预处理
• 2.4.1 化学除油
• 2.4.2 敏化活化
• 2.4.3 烘干
• 2.5 化学镀
• 2.5.1 化学镀铜液的组成及配置方法
• 2.5.2 化学镀铜
• 2.5.3 化学镀银液的组成及配置方法
• 2.5.4 化学镀银
• 2.6 复合粉体的包覆处理
• 2.7 增重的测定
• 2.8 电纺 PAN 纤维的制备
• 2.9 导电胶的制备
• 2.10 性能测试
• 第三章 化学镀铜聚酯微粉的表面形态和导电性能
• 3.1 引言
• 3.2 聚酯粉体化学镀铜条件的优化
• 3.2.1 铜离子与 EDTA 浓度与镀液稳定性的关系
• 3.2.2 pH 值与化学镀铜液稳定性的关系
• 3.2.3 稳定剂的影响
• 3.2.4 温度对镀液稳定性的影响
• 3.2.5 甲醛浓度对化学镀铜液的影响
• 3.2.6 镀铜粉体增重和镀敷时间的关系
• 3.3 化学镀铜聚酯微粉的表征
• 3.3.1 化学镀铜前后聚酯微粉粒径比较
• 3.3.2 化学镀铜聚酯微粉的 XRD 分析
• 3.3.3 化学镀铜微粉的热性能
• 3.3.4 化学镀铜聚酯微粉的导电性能
• 3.4 小结
• 第四章 电纺 PAN 纤维及表面化学镀银研究
• 4.1 引言
• 4.2 电纺 PAN 纤维化学镀银条件的优化
• 4.2.1 氨水对镀液稳定性的影响
• 4.2.2 镀液pH 对化学镀银反应的影响
• 4.2.3 还原剂对镀银液的影响
• 4.2.4 乙醇浓度对镀层质量的影响
• 4.2.5 稳定剂的影响
• 4.3 电纺 PAN 纤维的形态
• 4.3.1 化学镀银电纺 PAN 纤维的表征
• 4.3.2 化学镀银电纺 PAN 纤维的热性能
• 4.3.3 化学镀银电纺 PAN 纤维的导电性能及剪切强度测试
• 4.4 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文情况
• 致谢