激情视频亚洲,成人中文视频,欧美综合视频,欧美第一区第二区

技術文章

鍍銀導電纖維的制備和性能
對短切聚酯纖維進行化學鍍銀,制備了用于導電高分子材料的導電填料,探討了氨水濃度、裝載量及穩定劑對纖維化學鍍銀的影響。實驗表明,φ=0.10的氨水有利于化學鍍銀;通過調整裝載量,可提高纖維的增重量率和硝酸銀的利用率;穩定劑的加入可阻止鍍液自分解,但對包覆層的均勻性和致密性有影響。電性能測試表明,鍍銀纖維的體積電阻率可達3.35×10-3Ω?cm,以其作為導電橡膠填料,當含量為w=0.40時,其電阻率為1.54×10-1Ω?cm。 
關鍵詞:化學鍍銀;聚酯纖維;裝載量;電阻率中圖分類號:TQ153文獻標識碼:A  
      目前,導電高分子材料由于易成型,質量輕,容易加工等優點已成為新一代高分子電子材料[1～2],廣泛應用于電磁屏蔽、抗靜電和導電等領域。因此,作為功能材料的一個重要分支,導電高分子材料是近來研究的熱點之一[3～4]。導電高分子材料可分為結構型和復合型兩大類。結構型導電高分子材料指材料本身具有導電性或通過摻雜后具有導電性的材料;復合型導電高分子材料指高分子材料本身不具導電性,但在加工成型階段通過加入導電填料可使其具有導電性。常用的導電填料主要有金屬(如金屬粉末、纖維及鍍金屬的粉末或纖維)和非金屬(包括非金屬纖維,如碳纖維和非金屬粉末,如石墨、炭黑等)。從材料本身的物理性能和導電性兩方面考慮,將纖維狀非金屬材料表面金屬化,并以此作為導電填料所制得的導電材料將具有更廣闊的應用前景[5]。 
聚酯纖維具有強度高、耐熱性好及機械性優良的特點。而金屬銀具有接觸電阻小、導電性、導熱性和耐腐蝕性優良等優點,但由于純銀的價格昂貴使其廣泛應用受到限制。本文用化學鍍銀的方法在聚酯纖維表面包覆銀,使制備的鍍銀聚酯纖維兼具兩者的優點,同時可大大降低成本。 
1　實驗部分 
1.1　試劑及原料 
聚酯短纖維(PET):抗拉強度>800MPa,斷裂伸長率=(25±9)%,直徑=(20±4)μm,中國紡織研究院;AgNO3、NH3?H2O、NaOH、無水乙醇、葡萄糖和硫脲等均為市售分析純。 
1.2　鍍銀纖維制備 
以2mm長的短切PET纖維作為芯材,進行表面預處理,以形成具有催化活性的核心,使化學鍍銀容易進行。具體操作為:將PET纖維用w=0.05的NaOH溶液粗化后,先用去離子水洗,再用鹽基膠體鈀進行活化、敏化,然后經去離子水徹底清洗后,置于鍍液中進行化學鍍銀。鍍液的濃度組成:10～14g/L的AgNO3、φ=0.10的NH3?H2O、13g/L的NaOH、φ=0.05的無水乙醇;還原液濃度組成:10g/L葡萄糖、w=1.0×10-6～5.0×10-6的硫脲。鍍液溫度控制在20～30°C,施鍍時間約1h。鍍覆后用去離子水將纖維清洗干凈,在一定溫度下真空干燥。 
1.3　性表征 
纖維的X射線衍射分析(XRD)用D/MAX-3C型X-Ray衍射儀(日本)進行;表面形態用QUAN-TA200型掃描電子顯微鏡(FeiCompany,美國)觀察; 
鍍銀導電纖維的性測試[6]:將一定量的導電纖維裝入1cm直徑的塑料圓筒內,兩端加以內徑相同的鍍金電極,將圓筒垂直放置,頂端壓上規定重量的重物(5kg),然后測量兩極間的電阻。由于空氣的存在,纖維與電極板真正的接觸面積不是S,而應為SF。纖維的體積電阻率(ρv)按下式計算: 
 
式中:VE為纖維的實際體積(cm3);VF為圓筒的體積(cm3)。m為試樣質量、S為電極板的面積,l為電極板間的距離、γ為纖維密度(均為已知)。F為填充度,本體系中為0.23。 
導電橡膠的導電性能測試:用107液體硅橡膠,以正硅酸乙酯為交聯劑,二月硅酸二丁基錫為催化劑,加入固化劑后與制備的鍍銀導電纖維均勻混合,裝模,溫室硫化24h,然后制成28mm×28mm×12mm的圓柱體,測試其電阻值,并根據式(3)計算電阻率(ρ) 
 
式中R為樣品的電阻,d為樣品圓柱體直徑,L為圓柱體長。 
2　結果與討論 
2.1　導電纖維的表面形態 
PET纖維呈白色,其表面形貌如圖1(a)所示,圖中顯示纖維表面光滑、致密。而鍍覆銀后纖維外觀呈銀灰色,有金屬光澤,呈松散狀,纖維直徑變大,表面較粗糙,呈較不均勻的鍍覆層。如圖1(b)、(c)、(d)所示。圖1(b)、(c)、(d)是加入不同硫脲時纖維表面的SEM圖,可以看出,穩定劑含量增大時,纖維表面變得更粗糙。這主要是由于當硫脲量較多時,纖維表面的某些活性點被硫脲覆蓋和抑制,被覆蓋的部位難以成核、長大,結果形成空隙。實驗表明,穩定劑的量應控制在w=1.0×10-6～2.0×10-6。 
 
2.2　導電纖維的XRD分析 
圖2為鍍銀纖維的X射線衍射圖。從圖2可見,纖維表面只存在金屬銀的衍射峰,表明經化學鍍銀后,僅在PET纖維表面引入了金屬銀,無其它雜質。 
 

2.3　氨水的影響 
由于化學鍍液中Ag+的標準電位較高,與還原劑的電位差較大,Ag+容易從溶液本體中析出,使得化學鍍銀浴很不穩定。如果Ag+形成更穩定的配合物體系,將有利于減緩銀的還原析出。本實驗中的Ag+是以銀氨復鹽形式存在,在鍍銀過程中,銀氨復鹽先分解為銀氨配合離子[7～8]: 
[Ag(NH3)2NO3] [Ag(NH3)2]++NO-3(4) 
 
從以上機理看出,氨水的濃度對整個反應有重要的影響,氨水含量的變化,對鍍液的穩定性影響較大。 
實驗表明,氨水濃度較低時,鍍液中Ag+沒有完全被配合,加入還原液1～2min后鍍液就反應完全,很快變黑;當氨水濃度較高時,鍍液趨于穩定,反應時間逐漸延長,當氨水含量達到φ=0.100時,整個鍍液可以在10min內處于穩定狀態而不變色;繼續增加氨水濃度,則鍍液的穩定性反而下降,當氨水濃度增加到φ=0.125時,鍍液的變色時間縮短為6min,所以氨水濃度宜保持在φ≈0.100。 
2.4　還原劑用量的影響 
在化學鍍銀過程中,聚酯纖維表面附著的銀層全部來自于鍍液,為了提高Ag+的利用率,增加施鍍過程中銀的析出量。本實驗在pH為13.5時,通過改變鍍銀液和還原液的相對含量來提高銀的析出量。圖3是在鍍銀液體積固定(100mL)的情況下,加入不同體積還原液時,硝酸銀利用率的變化規律。 
從圖3可以看出,當鍍銀液體積/還原液體積(Ve/Vr)的比值從1.0增加到2.0時,硝酸銀的利用率快速增大,此后Ve/Vr繼續增加,硝酸銀的利用率基本不變。因而,本文體積比Ve/Vr控制在2.0左右。 
 
2.5　鍍液裝載量的影響 
本實驗以施鍍纖維的質量與鍍液體積的比值來表征鍍液的裝載量。當Ve/Vr=2.0時,在200mL鍍液中添加1.0～10.0g?L-1經預處理的纖維,研究鍍銀后纖維增重率隨裝載量的變化規律。由圖4曲線a可見,隨著裝載量增大纖維的增重率提高,主要原因是裝載量提高,相當于鍍件的表面積增大,提供成核的催化核心點增多,銀析出的幾率相應增大。然而,銀的析出量有一定限度,隨裝載量的增加,析出的銀量相對于裝載量的增大要小得多,所以纖維中銀含量變化不大。由圖4曲線b可以看出,隨著裝載量增加,硝酸銀的利用率基本保持不變,約78.1%,這也說明本實驗Ve/Vr=2.0是合理的。 
 
2.6　導電性能
導電性能測試表明,本文制備的鍍銀導電聚酯纖維的體積電阻率濟小可達3.35×10-3Ω?cm,因而可以作為理想的導電填料以制備導電橡膠。圖5為鍍銀纖維含量對導電橡膠電阻率的影響.由圖可見,當填料含量w 

2.3　氨水的影響 
由于化學鍍液中Ag+的標準電位較高,與還原劑的電位差較大,Ag+容易從溶液本體中析出,使得化學鍍銀浴很不穩定。如果Ag+形成更穩定的配合物體系,將有利于減緩銀的還原析出。本實驗中的Ag+是以銀氨復鹽形式存在,在鍍銀過程中,銀氨復鹽先分解為銀氨配合離子[7～8]: 
[Ag(NH3)2NO3] [Ag(NH3)2]++NO-3(4) 
 
從以上機理看出,氨水的濃度對整個反應有重要的影響,氨水含量的變化,對鍍液的穩定性影響較大。 
實驗表明,氨水濃度較低時,鍍液中Ag+沒有完全被配合,加入還原液1～2min后鍍液就反應完全,很快變黑;當氨水濃度較高時,鍍液趨于穩定,反應時間逐漸延長,當氨水含量達到φ=0.100時,整個鍍液可以在10min內處于穩定狀態而不變色;繼續增加氨水濃度,則鍍液的穩定性反而下降,當氨水濃度增加到φ=0.125時,鍍液的變色時間縮短為6min,所以氨水濃度宜保持在φ≈0.100。 
2.4 　還原劑用量的影響 
在化學鍍銀過程中,聚酯纖維表面附著的銀層全部來自于鍍液,為了提高Ag+的利用率,增加施鍍過程中銀的析出量。本實驗在pH為13.5時,通過改變鍍銀液和還原液的相對含量來提高銀的析出量。圖3是在鍍銀液體積固定(100mL)的情況下,加入不同體積還原液時,硝酸銀利用率的變化規律。 
從圖3可以看出,當鍍銀液體積/還原液體積(Ve/Vr)的比值從1.0增加到2.0時,硝酸銀的利用率快速增大,此后Ve/Vr繼續增加,硝酸銀的利用率基本不變。因而,本文體積比Ve/Vr控制在2.0左右。 
 
2.5　鍍液裝載量的影響 
本實驗以施鍍纖維的質量與鍍液體積的比值來表征鍍液的裝載量。當Ve/Vr=2.0時,在200mL鍍液中添加1.0～10.0g?L-1經預處理的纖維,研究鍍銀后纖維增重率隨裝載量的變化規律。由圖4曲線a可見,隨著裝載量增大纖維的增重率提高,主要原因是裝載量提高,相當于鍍件的表面積增大,提供成核的催化核心點增多,銀析出的幾率相應增大。然而,銀的析出量有一定限度,隨裝載量的增加,析出的銀量相對于裝載量的增大要小得多,所以纖維中銀含量變化不大。由圖4曲線b可以看出,隨著裝載量增加,硝酸銀的利用率基本保持不變,約78.1%,這也說明本實驗Ve/Vr=2.0是合理的。 
 
2.6　導電性能 
導電性能測試表明,本文制備的鍍銀導電聚酯纖維的體積電阻率濟小可達3.35×10-3Ω?cm,因而可以作為理想的導電填料以制備導電橡膠。圖5為鍍銀纖維含量對導電橡膠電阻率的影響.由圖可見,當填料含量w 

粵公網安備 44030502001432號
主站蜘蛛池模板： 磐安县| 阿巴嘎旗| 克拉玛依市| 安阳县| 车险| 渑池县| 西青区| 浮山县| 即墨市| 安化县| 万全县| 白沙| 恩平市| 绥宁县| 温宿县| 梅河口市| 饶阳县| 阿拉善右旗| 桐梓县| 呼伦贝尔市| 偏关县| 如皋市| 申扎县| 顺平县| 莱阳市| 漳浦县| 团风县| 镇平县| 绥江县| 长沙市| 鹤岗市| 工布江达县| 万载县| 滦南县| 十堰市| 灵璧县| 泸定县| 阳江市| 六枝特区| 盱眙县| 郴州市|