芳纶纤维作为一种高性能的有机合成纤维,具有优异的力学性能、耐化学药品性能和热稳定性,被广泛用于工业及先进技术领域。将芳纶纤维的表面金属化具有十分重要的意义,因为所获得的复合纤维不仅具有纤维固有的轻质、高强和柔韧性,同时还具有金属的导电性,其在航天、医疗、军事及微电子等领域具有广阔的应用前景。目前,已有多种方法用于对纤维表面进行金属化,其中化学镀技术因其成本低廉、使用的设备简单、沉积的镀层均匀而备受广大科学工作者的瞩目。采用化学镀方法通常需要对纤维进行表面改性以提高镀层对基体的结合力,但因芳纶纤维的高结晶度使其表面呈化学惰性,难以对其进行有效的改性,因此通过化学镀得到的镀层通常与纤维基体的结合力较差。目前,常用于芳纶纤维的化学镀表面改性预处理方法还存在很多问题,如导致纤维力学性能的严重下降,纤维与镀层之间弱的结合力,使用昂贵的钯催化剂和实验流程复杂等。因此,开发一种既能保持芳纶纤维力学性能,又能有效提高镀层与纤维界面结合力的表面预处理方法,是制备高性能导电芳纶纤维的难点和关键所在。针对目前芳纶纤维化学镀存在的诸多问题,本研究提出了一种新颖的溶胀注入预处理方法,该方法由于在整个预处理过程中没有采用刻蚀步骤,既很好的保留了芳纶纤维的力学性能,又有效提高了镀层与纤维基体的结合强度,同时还具有无钯催化和工艺过程简单的特点。本文应用溶胀注入预处理方法和化学镀工艺制备了镀镍芳纶纤维和镀铜芳纶纤维,采用多种分析手段对所制备的导电芳纶纤维进行了表征:应用XPS和XRD考察了溶胀注入处理后纤维表皮催化剂前驱体的存在形式;应用SEM和AFM观察了芳纶纤维在不同制备阶段的表面形貌;应用XRD研究了镀镍芳纶和镀铜芳纶的晶体结构;应用EDS分析了镀镍层和镀铜层的组成;应用TEM考察了镀镍芳纶纤维和经过溶胀注入预处理后的芳纶纤维的横截面结构;采用SEM和AFM考察了镀镍液中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对镀镍层表面形貌、表面粗糙度及镀镍层与纤维结合力的影响;应用SEM研究了镀镍芳纶纤维在不同腐蚀条件下的耐腐蚀性能;应用电子强力仪考察芳纶纤维在不同制备阶段的力学性能,研究溶胀注入预处理对纤维力学性能的影响;应用SEM、AFM和XRD考察了镀铜液中加入2,2’-联吡啶对镀铜层表面形貌、表面粗糙度及镀层晶粒尺寸的影响。研究结果表明:经溶胀注入和还原处理后,在芳纶纤维表层区域内生成大量粒径在几纳米到20纳米的银颗粒,这些银颗粒既作为化学镀反应的催化剂,又对镀层起到锚固作用。镀镍芳纶纤维的镀层主要由86.2 wt.%的镍和12.9 wt.%磷所构成,镀层结构为非晶态。其电阻为1.5Ω/cm,断裂强力为40.34 cN。镀镍液中添加SDS有助于提高镀层牢度和降低镀层表面粗糙度。镀铜芳纶纤维的镀层是由92.46 wt.%的铜,5.48 wt.%的碳及2.06 wt.%的氧所构成,镀层结构为晶态。其电阻为0.5Ω/cm,断裂强力为33.6 cN。镀铜液中添加2,2’-联吡啶有助于降低镀层表面粗糙度并细化镀层晶粒。