还原法载银膜制备及导电面料开发研究

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目前导电银浆对于导电材料的应用及研究主要在电子产品方面比较深入,而应用于纺织材料上的工艺参数探究比较少。导电银浆在柔性基材上的应用,有助于智能纺织品开发研究。颗粒型导电浆料研究很多,但存在工艺流程复杂,颗粒性填料分散不均匀等问题。一些无颗粒导电浆料研究中,虽说降低成膜温度,但所含杂质较多,且有机络合物在低温下存在不易干的问题;传统银浆在织物上成膜牢度及成膜性与织物表面有很大关系,不同织物工艺参数不同,使得固定配方的银浆试用范围受限。本文首先研究了新型导电银浆通过室温原位生成法制备银膜的方法,并考察其导电性和表面形态。以柠檬酸银为银源,探究还原剂浓度对银膜的影响,以及添加剂PVP的添加,对于成膜导电性和转印效果影响;以无机银源还原成膜,研究成膜树脂及转印粘合剂的选择;粘合剂含量对于银膜及转印的影响;银源的含量及二次还原,对所成银膜外观及导电影响。论文重点研究了热还原法制备导电银膜。分别使用四种还原剂(乙二胺,双羟基乙胺,三羟基乙胺,氨基甲酸铵)与银源反应,配置成导电浆料;通过研究4种还原方式得出各自最佳银膜生成条件(时间温度及浓度);并研究了聚乙烯醇对银膜外观及导电效果改善的方法,在成膜工艺中,探讨浸泡法对去除反应杂质,以及对导电性及成膜温度影响;在热转印过程中,探究不同温度时间下,热转印膜最佳效果。通过研究,论文得到如下一些结论:利用柠檬酸银为银源还原制成银膜,其表面有微孔且导电性好;银浆中添加适量PVP可增强银膜导电性;以无机银源还原成膜,添加阴离子粘合剂成膜效果好;在转移膜时,使用阳离子粘合剂转移效果好;粘合剂含量在40%时,转印效果好,银源含量提升及二次还原,可有效改善银膜外观及导电。在应用热还原法制备银膜的研究中,选用双羟乙基胺和乙二胺做为络合剂,在反应时间为60min时,制成的银膜光泽和织物导电性相对较好;双羟乙基胺为络合剂时,反应最适宜条件为120℃,硝酸银与双羟乙基胺摩尔比为1:4;乙二胺为络合剂时,反应最适宜条件为120℃,硝酸银与乙二胺摩尔比为1:3。将乙二胺和聚乙烯醇反应前驱体混合后反应成膜时,成膜光泽度和导电性都有改善;采用新工艺浸泡法去除聚乙烯醇等,效果明显。在热转印过程中,探究不同温度时间下,热转印膜最佳效果。比较不同转移膜效果发现,在时间为10min,温度为110℃时,热转移膜光泽及成膜导电性最佳。本论文研究配制的导电银浆为无颗粒形导电银浆,在常温下性能稳定,成膜温度低;解决了一般无颗粒型导电银浆成膜不干,有机化合物不稳定等问题。无颗粒银浆在离型膜上成膜后,通过热转印方式,热粘在织物上,形成的银膜表面平整,银膜与面料结合牢度与粘合剂选择有关。论文研究的膜转移制备导电银面料方法,可以在非水系条件下进行,避免了目前这类面料生产中常用的化学镀法排污造成的污染,符合当今绿色环保生产的趋势,具有实际应用参考价值。
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