SEBS可熔纺性及化学镀银功能材料的研究开发

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:neo1997
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苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)是一种性能优良、无毒、无味、环保、可循环利用的热塑性弹性体,广泛应用于各种领域,但其纤维化开发和功能化方面的研究尚不多见。为此,本课题就SEBS的可熔纺性及镀银功能化开展了较为系统的研究。(1)在对现有SEBS的原料进行全面测试分析的基础上,提出了对SEBS进行改性的必要性和思路,并对改性SEBS(Eros-OA)的基本性能(热稳定性、流变等性能)进行了测试分析,探索了改性SEBS(Eros-OA)的可纺性,包括可熔纺性、可熔喷性和可包覆性,并成功制备出了改性SEBS(Eros-OA)纤维、熔喷无纺布和涤纶包覆丝。(2)对改性SEBS(Eros-OA)材料可直接镀银性能进行了研究。研究表明,改性SEBS(Eros-OA)纤维具有良好“自吸银”能力,因此可直接镀银。为进一步定量探索改性SEBS(Eros-OA)纤维的可直接镀银能力,先后将其与镀银前做过其他处理改性(多巴胺表面改性、碳纳米管改性、碳纳米管+多巴胺改性)改性的SEBS(Eros-OA)纤维进行了对比研究。结果表明,未做任何处理而直接镀银的效果最好,电阻值最小。与此同时,还对其他牌号的SEBS材料和硅胶膜等材料进行了可直接镀银性的对比研究。研究表明,其他牌号的SEBS材料和硅胶膜等材料均无法镀上均匀牢固的银层。(3)进一步研究了改性SEBS(Eros-OA)可直接镀银机理。研究表明,静电吸附是改性SEBS(Eros-OA)直接镀银的初始动力来源。如果用抗静电剂将其表面的静电消除,改性SEBS(Eros-OA)纤维无法形成镀银层。由此,静电吸附说得到了反证。(4)基于SEBS优良的粘结性能,探讨了对改性SEBS(Eros-OA)纤维镀银后进行热处理“固银”的可行性及效果。研究表明,在130℃热处理10 min后,改性SEBS(Eros-OA)镀银纤维的“固银”效果最好,电阻仅为0.247Ω/cm。(5)基于单因素试验和正交试验对反应时间、银氨溶液p H值、镀液温度、银氨溶液与还原液比例、还原液添加方式和硝酸银浓度等镀银工艺进行了优化。研究发现,改性SEBS(Eros-OA)纤维最佳化学镀银工艺参数为:反应时间为180 min、银氨溶液p H值为12.5、反应温度为35℃、银氨溶液与还原液比例为65:35,还原液采用一次性加入方式即可。硝酸银浓度为80 mmol/L时,得到的纤维的线电阻为0.33Ω/cm,含银率为5.20%。而改性SEBS(Eros-OA)无纺布的最佳银氨溶液与还原液比例为60:40,此时的方阻为13.939Ω/sq,含银率为162.745%。(6)基于最佳工艺制备了镀银改性SEBS(Eros-OA)纤维、SEBS/涤纶包覆丝、无纺布、包覆丝针织物和机织物,并对它们的表面形貌、成分组成、电阻、传感性能以及电磁屏蔽性能进行了表征分析,结果表明,所镀材料的表面形貌均良好,镀银层致密,银的含量高,导电性能均十分优异。可用于柔性导线和电磁屏蔽的开发。
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