芳纶纤维表面银金属化的性能

doi:10.11901/1005.3093.2016.547

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (8): 585-590 DOI: 10.11901/1005.3093.2016.547

研究论文

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芳纶纤维表面银金属化的性能

余帆, 滕翠青(

), 秦明林, 刘百花, 张康, 倪加其, 余木火

东华大学材料学院上海 201620

Performance of Silver-deposited Aramid Fibers

Fan YU, Cuiqing TENG(

), Minglin QIN, Baihua LIU, Kang ZHANG, Jiaqi NI, Muhuo YU

College of Materials Science & Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China

引用本文:

余帆, 滕翠青, 秦明林, 刘百花, 张康, 倪加其, 余木火. 芳纶纤维表面银金属化的性能[J]. 材料研究学报, 2017, 31(8): 585-590.
Fan YU, Cuiqing TENG, Minglin QIN, Baihua LIU, Kang ZHANG, Jiaqi NI, Muhuo YU. Performance of Silver-deposited Aramid Fibers[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(8): 585-590.

全文: PDF(1851 KB) HTML

摘要:

用NaOH粗化处理芳纶纤维,然后用化学镀方法实现了芳纶纤维表面Ag金属化。使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对纤维的表面形貌和元素组成进行了表征,使用X射线衍射仪(XRD)分析了镀银前后纤维的晶体结构变化,使用纤维强伸度仪和热重分析仪(TG)测量了芳纶纤维在镀银前后的力学性能和热稳定性,用万用表测试了镀层的导电性能。结果表明：Ag金属层均匀致密地包裹在纤维的表面,结合牢固度较高。镀银使纤维的热稳定性有所提高,对力学性能的影响较小,电阻达到0.52 Ω/cm,在冷热水循环和盐水环境下银层的稳定性较好。

关键词 ：材料表面与界面, 芳纶纤维表面银金属化, 化学镀, 氢氧化钠

Abstract：

Silver nano-particles were deposited on the surface of aramid fibers by a two-step process i.e. firstly coarsening the surface of aramid fibers with sodium hydroxide and then Ag electroless plating. The Ag-plated aramid fibers were characterized by scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), X-ray photoelectron spectrometer (XPS) and X-ray diffractometer (XRD). The mechanical properties, thermal stability, and electrical resistance of the Ag-plated aramid fibers were examined by thermogravimetric analyzer (TG) and digital multimeter. The results show that the plated Ag is homogeneous and compact; The plating process had little impact on the mechanical properties of the aramid fiber, while the Ag-plating could enhance its thermal stability; The electrical resistivity is as low as 0.52 Ω/cm. And the Ag-layer exhibits good stability in hot- and cold-water cyclic test or in salt solution.

Key words： surface and interface in the materials Ag-plated aramid fiber electroless plating sodium hydroxide

收稿日期: 2016-09-18

ZTFLH:

TB333

基金资助:国家重点基础研究发展计划(2011CB606100)

作者简介:

作者简介徐帆,女,1992年生,硕士生

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表1 化学镀银的镀液组成

图1 镀银前后芳纶纤维的SEM和AFM图

图2 镀银后芳纶纤维的XPS全谱和Ag 3d分谱

图3 镀银前后芳纶纤维的XRD谱

图4 芳纶原丝和镀银后芳纶纤维在N2气氛下的TG曲线

图5 芳纶纤维原丝以及粗化后、敏化后、活化后、镀银后的断裂强度和断裂伸长率

表2 镀银后纤维及镀银后不同条件处理下芳纶纤维的电阻值

[1]	Ma H B, Lin H.Technological development status of functional meta-aramid fiber[J].Hi-tech FiberAppl., 2016, 41(2): 19(马海兵, 林海. 功能性间位芳纶技术发展现状与建议[J]. 高科技纤维与应用, 2016, 41(2): 19)
[2]	Cao F J, Zhang J, Zhang S H, et al.Para-aramid composite materials[J]. Chem. Ind. Times, 2014, 28: 35(曹付军, 张江, 张少华等. 对位芳纶复合材料[J]. 化工时刊, 2014, 28: 35)
[3]	Yang K, Zhu B, Cao W W, et al.Application of high-performance fibers in bulletproof composite materials[J]. Mater. Rev., 2015, 29(7): 24(杨坤, 朱波, 曹伟伟等. 高性能纤维在防弹复合材料中的应用[J]. 材料导报, 2015, 29(7): 24)
[4]	Chen C F, Wang X Y, Peng T, et al.Challenges and opportunities for domestic aramid fiber[J]. Hi-tech FiberAppl., 2015, 40(4): 11(陈超峰, 王煦怡, 彭涛等. 国产对位芳纶的挑战和机遇[J]. 高科技纤维与应用, 2015, 40(4): 11)
[5]	Song C Y, Chen Y P, Deng Z L.Performance and application of PMIA-based conductive fiber[J]. ChinaText.Lead.,2013, (6): 72(宋翠艳, 陈延平, 邓召良. 间位芳纶基导电纤维的性能与应用[J]. 纺织导报, 2013, (6): 72)
[6]	Zhang H R, Liang J J, Zou X G, et al.Research and preparation of anti-electromagnetic radiation/anti-photo aging aramid fabrics[J]. Polymer Mater. Sci. Eng., 2011, 27(9): 146(张慧茹, 梁晶晶, 邹新国等. 抗电磁辐射-抗光老化芳纶织物的研制[J]. 高分子材料科学与工程, 2011, 27(9): 146)
[7]	Luo X M, Luo Y F.The application of several high performance fibers and composite materials in high speed train both in abroad and home[J]. Hi-tech Fiber Appl., 2011, 36(5): 33(罗晰旻, 罗益锋. 国外高性能纤维及其复合材料在高速列车的应用[J]. 高科技纤维与应用, 2011, 36(5): 33)
[8]	Li S N, Gu A J, Liang G Z.Research progress in the surface modification of aramidefibers[J]. New Chem. Mater., 2012, 40(4): 1(厉世能, 顾嫒娟, 梁国正. 芳纶纤维表面改性的研究进展[J]. 化工新型材料, 2012, 40(4): 1)
[9]	Gu R X, Yu J R, Hu C C, et al.Surface treatment of para-aramid fiber by argon dielectric barrier discharge plasma at atmospheric pressure[J]. Appl. Surf. Sci., 2012, 258: 10168
[10]	Zhu Z F, Qi D P, Wang J H, et al.Analysis and research of PPTA erosion of the ultrasonication[J]. Adv. Mater. Res., 2011, 239: 314
[11]	Qu R J, Sun X Y, Sun C M, et al.Adsorption properties for metal ions of waste poly(p-phenyleneterephthalamide) fiber after chemical modification[J]. PolymerAdv. Tech., 2012, 23: 21
[12]	Qu R J, Sun X Y, Sun C M, et al. Chemical modification of waste poly(p-phenyleneterephthalamide) fibers and its binding behaviors to metal ions[J]. J. Chem. Eng., 2012, 181-182: 458
[13]	Rao Y, Waddon A J, Farris R J.The evolution of structure and properties in poly(p-phenyleneterephthalamide) fibers[J]. Polymer, 2001, 42: 5925
[14]	Li S, Cao Q Z, Han K Q, et al.Surface modification of aramid Fiber Ⅲ by ammonia plasma treatment[J]. China Synth. Fiber Ind., 2014, 37(6): 11(李爽, 曹谦之, 韩克清等. 氨气等离子体改性处理芳纶Ⅲ表面的研究[J]. 合成纤维工业, 2014, 37(6): 11)
[15]	Zhang M, Zhou X C, Zhou H, et al.Study on the mechanism of phosphoric acid and oxygen plasma surface treatment on aramid fiber[J]. New Chem. Mater.,2015, 43(5): 76(张曼, 周献聪, 周宏等. 磷酸处理法和氧等离子体法改性芳纶纤维的机理探讨[J]. 化工新型材料, 2015, 43(5): 76)
[16]	Chi X Z, Liang H J, Fei C S, et al.Surface graft modification of aramid fiber Ⅲ[J]. Synth.Fiber Ind., 2015, 38(1): 38(池晓智, 梁红军, 费长书等. 芳纶Ⅲ表面接枝改性的研究[J]. 合成纤维工业, 2015, 38(1): 38)
[17]	Liu X D, Kong H J, Yang P, et al.Surface properties of aramid fiber modified in supercritical carbon dioxide fluid[J]. J. Mater. Sci. Technol., 2015, 33: 257(刘新东, 孔海娟, 杨鹏等. 超临界二氧化碳协助改性芳纶纤维的表面性能[J]. 材料科学与工学报, 2015, 33: 257)
[18]	Zhang S G, Wang J M.The manufacturing process and application of electroconductivefibers[J]. Prog. Text. Sci. Technol., 2009, (1): 32(张世国, 王进美. 导电纤维的加工方法及其应用[J]. 纺织科技进展, 2009, (1): 32)
[19]	Fatema U K, Gotoh Y.Highly adhesive metal plating on Zylon?, fiber via iodine pretreatment[J]. Appl. Surf. Sci., 2011, 258: 883
[20]	Liang J J, Zhou X G, Shao Q S, et al.Preparation and properties of conductive silver-plated aramid fibers[J]. J. Funct. Mater., 2012, 43: 2757(梁晶晶, 邹新国, 邵勤思等. 镀银导电芳纶纤维的制备及其性能研究[J]. 功能材料, 2012, 43: 2757)
[21]	Wang W C, Li R Y, Tian M, et al.Surface silverized meta-aramid fibers prepared by bio-inspired poly(dopamine) functionalization[J]. ACS Appl. Mater. Inter., 2013, 5: 2062
[22]	Wang D B, Song C X, Hu Z S, et al.Synthesis of silver nanoparticles with flake-like shapes[J]. Mater. Lett., 2005, 59: 1760
[23]	Fatema U K, Gotoh Y.Iodine-aided palladium-free catalyzation process for durable electroless nickel plating on Kevlar? fiber[J].Surf. Coat. Technol., 2012, 206: 3472
[24]	Shao Q S, Bai R C, Tang Z Y, et al.Preparation of silver-deposited aromatic polysulfonamide fibers with excellent performance via electroless nanoplating using a chlorine-aided silver activation system[J]. Ind. Eng. Chem. Res., 2015, 54: 11302

[1]	王乾, 蒲磊, 贾彩霞, 李志歆, 李俊. 碳纤维/环氧复合材料界面改性的不均匀性[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 668-674.
[2]	陆益敏, 马丽芳, 王海, 奚琳, 徐曼曼, 杨春来. 脉冲激光沉积技术生长铜材碳基保护膜[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 706-712.
[3]	冯叶, 陈志勇, 姜肃猛, 宫骏, 单以银, 刘建荣, 王清江. 一种NiCrAlSiY涂层对Ti65钛合金板材循环氧化和室温力学性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(7): 523-534.
[4]	闫春良, 郭鹏, 周靖远, 汪爱英. Cu掺杂非晶碳薄膜的电学性能及其载流子输运行为[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 747-758.
[5]	陈开旺, 张鹏林, 李树旺, 牛显明, 胡春莲. 莫来石粉末化学镀镍和涂层的高温摩擦学性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(1): 39-46.
[6]	单位摇, 王永利, 李静, 熊良银, 杜晓明, 刘实. 锆合金表面Cr基涂层的耐高温氧化性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(9): 699-705.
[7]	程红杰, 刘黄娟, 姜婷, 王法军, 李文. 近红外反射超疏水黄色涂层的制备和性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(9): 687-698.
[8]	张红亮, 赵国庆, 欧军飞, Amirfazli Alidad. 基于聚多巴胺的超疏水棉织物的一锅法制备及其油水分离性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(2): 114-122.
[9]	崔丽, 孙丽丽, 郭鹏, 马鑫, 王舒远, 汪爱英. 沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2022, 36(11): 801-810.
[10]	李建中, 朱博轩, 王振宇, 赵静, 范连慧, 杨柯. 输尿管支架表面化学接枝镀铜涂层及其性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(10): 721-729.
[11]	李蕊, 王浩, 张天刚, 牛伟. Ti811合金表面激光熔覆Ti₂Ni+TiC+Al₂O₃+Cr_xS_y复合涂层的组织和性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(1): 62-72.
[12]	李修贤, 邱万奇, 焦东玲, 钟喜春, 刘仲武. α籽晶促进低温反应溅射沉积α-Al₂O₃薄膜[J]. 材料研究学报, 2022, 36(1): 8-12.
[13]	范金辉, 李鹏飞, 梁晓军, 梁建平, 徐长征, 蒋力, 叶祥熙, 李志军. 镍-不锈钢复合板轧制过程中界面的结合机制[J]. 材料研究学报, 2021, 35(7): 493-500.
[14]	卢壹梁, 杜瑶, 王成, 辛丽, 朱圣龙, 王福会. 纳米Al₂O₃和TiO₂改性有机硅涂层对304不锈钢高温氧化行为的影响[J]. 材料研究学报, 2021, 35(6): 458-466.
[15]	张会臣, 漆雪莲. 跑合过程引发钛合金水基润滑的超低摩擦特性[J]. 材料研究学报, 2021, 35(5): 349-356.

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