以PAMAM为活化载体的化学镀电磁屏蔽织物的制备

论文摘要

随着电子技术的快速发展，人们生产和生活中使用的电子产品和设备越来越多，各种电子器件都不同程度的产生电磁波辐射，电磁波辐射不仅造成电子产品之间的相互干扰，而且还污染人类生存的空间，危害人类的健康。许多国家都制定了严格的电磁辐射防护标准和规定。由于优良的导电性和特殊的结构，表面镀覆铜和镍的导电织物可用来屏蔽电磁波辐射和干扰。目前，在织物上镀覆金属铜和镍要经过敏化活化过程，工艺复杂，过程不易控制，且铜的自催化活性很小，以次亚磷酸钠为还原剂的化学镀铜难以实现，这就要求金属钯的浓度达到足够的高度，而羧甲基壳聚糖-钯活化法存在催化剂钯量难以提高的问题。且钯属于贵金属，传统的活化敏化方法会浪费大量金属钯。本文提出一种新的高性能络合剂——树形大分子。该种高聚物的分子大小、形状和功能基团可以在分子水平进行设计，并且含有较多的氨基、亚氨基基团，这些优点让定量络合钯催化剂成为可能。本文合成制备了结构独特的聚酰胺胺（PAMAM）树状大分子，通过红外光谱、核磁共振图谱对其结构进行表征，并研究在不同n(Pd2+)/n（PAMAM）、不同溶液pH值、不同的大分子代数下PAMAM对催化剂钯的络合情况，通过紫外光谱表征得出了PAMAM对Pd2+的饱和吸附量。本文以PAMAM对Pd2+的络合吸附为基础，提出了一项新的化学镀导电织物制备的活化工序，采用高效催化剂——PAMAM-Pd络合物，对织物进行前处理。由于树形大分子的高络合性及易溶易成膜性，贵金属钯被牢牢地固定在待镀织物上，成功引发织物表面的化学镀铜反应，省去了传统制备中繁琐复杂的敏化过程。本文系统研究了以PAMAM为Pd载体的化学镀铜导电织物的制备工艺，通过正交试验和单因素实验得出了PAMAM-Pd活化方法下化学镀铜的最佳工艺，研究分析了该过程中各镀液组分对导电织物表面方阻及表观形貌的影响，制备得到电磁屏蔽性能和服用性能良好的导电织物。本文以树状大分子作为钯活化载体来制备化学镀导电织物的方法具有易操作、环保、节能、成本低廉的优点，易实现产业化生产，且制备的导电织物镀层均匀有光泽，具有较好的导电能力和服用性能。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 电磁波的危害

1.2 电磁屏蔽的原理

1.3 电磁屏蔽织物的研究现状

1.3.1 金属织物

1.3.1.1 金属涂层织物

1.3.1.2 化学镀金属织物

1.3.1.3 电镀金属织物

1.3.1.4 金属纤维或纱线的混编混纺织物

1.3.1.5 真空磁控溅射镀金属织物

1.3.2 本征型导电高分子聚合物织物

1.3.3 涂覆金属盐织物

1.4 树状大分子简介

1.4.1 树状大分子的结构特点和合成方法

1.4.2 树状大分子的理化性质

1.4.3 树状大分子在染整加工中的应用

1.5 本文研究的背景和意义

1.5.1 研究背景

1.5.2 研究意义

1.6 本文研究的内容及创新点

1.6.1 本文研究的内容

1.6.1.1 PAMAM 的合成及其与钯离子络合机理的研究

1.6.1.2 基于 PAMAM-Pd 活化法的化学镀铜织物的制备工艺研究

1.6.1.3 基于 PAMAM-Pd 活化的化学镀铜织物的性能研究

1.6.2 本文的创新点

第二章 PAMAM 的制备及其对金属钯的吸附机理研究

2.1 引言

2.1.1 PAMAM 的合成方法

2.1.1.1 发散法

2.1.1.2 收敛法

2.1.1.3 发散收敛共用法

2.1.1.4 其他方法

2.1.2 PAMAM 的性质及应用

2.1.3 PAMAM 与金属离子的络合机理

2.2 实验部分

2.2.1 实验材料和仪器

2.2.1.1 实验药品

2.2.1.2 实验仪器

2.2.1.3 实验用面料

2.2.2 实验方法

2.2.2.1 PAMAM 的制备工艺

2.2.2.2 PAMAM 合成的具体步骤

2.2.2.3 PAMAM 与钯离子的络合实验

2.2.3 测试方法

2.2.3.1 PAMAM 化合物的结构表征

2.2.3.2 PAMAM 与钯离子配位作用的研究

2.3 结果与讨论

2.3.1 PAMAM 的合成

2.3.1.1 PAMAM 的产率

2.3.1.2 反应温度的控制

2.3.1.3 反应原料用量的调节

2.3.2 PAMAM 的结构表征

2.3.2.1 PAMAM 的红外光谱表征

2.3.2.2 PAMAM 核磁共振图谱分析

2.3.3 PAMAM 与 Pd2+的络合机理研究

2.3.3.1 PAMAM-Pd 的红外光谱表征

2.3.3.2 Pd2+与 PAMAM 的摩尔比对配位作用的影响

2.3.3.3 PAMAM 代数对配位作用的影响

2.3.3.4 PAMAM-Pd 络合物溶液 pH 值对配位作用的影响

2.4 本章小结

第三章基于 PAMAM-PD 活化的化学镀铜电磁屏蔽织物的制备

3.1 引言

3.1.1 化学镀铜的原理

3.1.2 化学镀活化工艺的研究现状

3.1.2.1 传统的敏化活化两步法

3.1.2.2 敏化活化一步法---胶体钯活化法

3.1.2.3 离子钯活化法

3.2 实验部分

3.2.1 实验材料

3.2.1.1 药品规格

3.2.1.2 仪器规格

3.2.1.3 实验用面料

3.2.2 基于 PAMAM-Pd 活化的化学镀铜织物的制备工艺

3.2.3 基于 PAMAM-Pd 活化的化学镀铜织物的测试方法

3.2.3.1 织物表面方阻的测定

3.2.3.2 织物表面形貌的观测

3.2.3.3 织物镀层成分的测定

3.3 结果与讨论

3.3.1 基于不同代数 PAMAM-Pd 活化的电磁屏蔽织物的性能比较

3.3.1.1 不同代数 PAMAM-Pd 对导电织物的电阻影响

3.3.1.2 不同代数 PAMAM-Pd 络合活化剂对织物镀层形态的影响

3.3.2 以 2.0G PAMAM-Pd 为活化剂制备导电织物的正交实验设计

3.3.3 以 2.0G PAMAM-Pd 为活化剂制备工艺中各因素对织物导电性能的影响

3.3.3.1 pH 值对化学镀铜的影响

3.3.3.2 化学镀温度对化学镀铜织物表面方阻的影响

3.3.3.3 硫酸镍浓度对化学镀铜织物表面方阻的影响

3.3.3.4 柠檬酸钠浓度对化学镀铜织物表面方阻的影响

3.3.3.5 硫酸铜浓度对化学镀铜织物表面方阻的影响

3.3.3.6 次亚磷酸钠浓度对化学镀铜织物表面方阻的影响

3.4 化学镀铜动力学分析

3.4.1 化学镀铜反应的表观活化能 Ea

3.4.2 化学镀铜沉积反应动力参数的测定

3.4.3 沉积系数 k0的计算及动力学方程的建立

3.5 本章小结

第四章导电织物屏蔽效能和服用性能研究

4.1 引言

4.2 测试样品及仪器

4.2.1 测试所用样品

4.2.2 测试所用仪器

4.3 测试方法

4.3.1 导电织物电磁屏蔽效能测试

4.3.2 导电织物性能测试

4.4 结果与讨论

4.4.1 导电织物电磁屏蔽效能分析

4.4.2 导电织物性能分析

4.5 本章小结

第五章总结与展望

5.1 全文总结

5.2 本文创新点

5.3 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢

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