论文部分内容阅读
为了提高片状铜锌合金粉（又称铜金粉）的分散及耐腐蚀等应用性能,本文进行了在片状铜金粉表面包覆二氧化硅或丙烯酸酯的研究,制备出了核壳结构的SiO2或聚丙烯酸酯/铜金粉复合粒子。主要研究内容涉及片状铜金粉中高含量铜的测定方法,复合粒子制备过程中接枝率（PG）与接枝效率（GE）的影响因素,以及所制备的复合粒子的性能评价。1、铜金粉中高含量铜的测定方法及应用。采用醋酸-醋酸钠缓冲溶液控制pH值,用乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA）作显色剂测定铜金粉中高含量的铜,同时利用EDTA掩蔽锌、铝等元素以消除其干扰。Cu2+与EDTA生成摩尔比1∶1的蓝色络合物,该络合物最大吸收波长为λ=730nm,摩尔吸光系数为ε=88.9,铜含量在12-24mg/50mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为A=0.0354+0.02317C（mg/50mL）,线性相关系数R=0.9995。此分析方法对后续的复合粒子的性能评价具有指导意义,并给出了接枝率与接枝效率的定义。2、溶胶-凝胶法制备SiO2/铜金粉复合粒子及其表征。以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体,氨水为水解抑制剂、异丙醇为溶剂,考察了加料方式、反应时间、反应温度、正硅酸乙酯加入量（以m（SiO2）/m（铜金粉）计）、水硅比R（n（H2O）/n（TEOS））、催化剂种类和浓度等因素对最终包覆效果的影响,并通过FTIR、TG、XRD、SEM、激光粒度分析等手段对复合粒子进行了表征分析。研究结果表明,在优化的操作条件下,复合粒子光泽度为81.8,PG与GE分别为11.37%,75.48%。在3%硝酸中浸泡1h,原料铜金粉被腐蚀率为79.01%,复合粒子为61.75%。SiO2包覆后的铜金粉表面较平整,存在Si-O-Si及Si-OH的吸收峰,无定型态SiO2膜使复合粒子在470℃高温下增重速率由0.00904mg/s下降到0.00632mg/s,抗氧化性有所增强。3、原位溶液聚合制备PMMA/铜金粉复合粒子及其表征。采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）原位聚合的方法对铜金粉进行有机聚合物膜包覆,实验考察了反应温度,反应时间,引发剂用量（以m（AIBN）/（铜金粉）计）,稳定剂（以m（PVP）/（铜金粉）计）,偶联剂（以m（MPS）/（铜金粉）计）对包覆效果的影响。研究表明,当m（MMA）/m（铜金粉）为20%,m（AIBN）/（铜金粉）为1%,m（PVP）/（铜金粉）为5%,m（MPS）/（铜金粉）为9%,匀速滴加MMA和AIBN,反应温度为75℃～80℃,反应时间为3h,包覆得到的复合粒子光泽度为80.1,PG与GE分别为9.55%,47.75%。在2%硝酸中浸泡0.5h,原料铜金粉被腐蚀率为37.00%,复合粒子为28.94%。对制备出的PMMA/铜金粉复合粒子进行的SEM、FTIR、XRD表明,铜金粉表面较平整,包覆了带有酯羰基和甲基的碳氢聚合物,并可能含有非晶型的共聚物膜。4、三元共聚法制备TMPTMA-St-AA/铜金粉复合粒子及其表征。以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、丙烯酸（AA）、苯乙烯（St）为单体,AIBN为引发剂,正丁醇为分散介质,在氮气保护下,进行共聚反应。系统研究了反应时间、反应温度、单体用量及引发剂用量等参数对包覆效果的影响。研究结果表明,当TMPTMA用量（以m（TMPTMA）/m（铜金粉）计）为10.6%,丙烯酸用量（以m（AA）/m（铜金粉）计）为0.4%,苯乙烯用量（以m（St）/m（铜金粉）计）为0.9%,引发剂用量（以m（AIBN）/m（铜金粉）计）为1%,采用恒压均速滴加方式加入St和TMPTMA溶液,反应温度为80℃,反应时间为4h的较优条件下,包覆得到的复合粒子光泽度为82.0,PG与GE分别为10.49%,88.15%。在2%硝酸中浸泡1h,原料铜金粉被腐蚀率为65.49%,复合粒子为49.37%。对制备出的TMPTMA-St-AA/铜金粉复合粒子进行的FTIR、XRD、TG-DTA表明,铜金粉表面包覆了带有苯环和羰基的碳氢共聚物,高温500℃下包覆后的铜金粉增重率由原来的19.17%下降至14.74%。