一種聚醚醚酮和聚醚醚酮/碳納米管復(fù)合材料的無(wú)鈀化學(xué)鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工處理技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于聚離離酬和聚離離酬/碳 納米管復(fù)合材料的化學(xué)鍛方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚離離酬（P邸K)是一種半結(jié)晶高聚物，其烙點(diǎn)為343°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可達(dá) 143°C，屬特種高分子材料。PE邸材料具有W下優(yōu)異性能；（1)出色的耐高溫性能；（2)優(yōu)異 的力學(xué)性能；(3)優(yōu)異的耐化學(xué)溶劑腐蝕性能；(4)極佳的阻燃性能；（5)穩(wěn)定的加工性及 耐磨性；(6)良好的耐福照性。PE邸聚合物在適應(yīng)苛刻環(huán)境方面所表現(xiàn)的卓越性能使其成 為滿(mǎn)足高產(chǎn)品性能需求的首選材料，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，汽車(chē)制造業(yè)，W及醫(yī)療等領(lǐng) 域。但是，PEEK具有很大的體積電阻率（10"Q-m)和表面電阻（10"〇)，該就限制了其在 電子領(lǐng)域（如電磁屏蔽）的應(yīng)用。碳納米管（CNT)具有高比表面積、大長(zhǎng)徑比、大量懸掛 鍵、電子能級(jí)分裂W及層狀螺旋結(jié)構(gòu)，因此可作為優(yōu)異的增強(qiáng)介質(zhì)添加入聚合物材料中W 改善其性能。據(jù)報(bào)道，PEEK中添加CNT后，熱穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率、力學(xué)性能、耐磨性、W及電導(dǎo) 率均得到提高。張淑玲等人的研究證明PEEK中滲加7wt%和12wt%的CNT后，其電阻率分 別下降9個(gè)和10個(gè)數(shù)量級(jí)。但是該復(fù)合材料的體積電阻率與表面電阻仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬材 料。盡管在大于8GHz頻率范圍內(nèi)，陽(yáng)EK/CNT復(fù)合材料的電磁屏蔽效能可W達(dá)到50地，但 在小于8GHz頻率范圍，其屏蔽效能僅為20地。在受到有害電磁波的干擾時(shí)，正常使用的電 子設(shè)施和電器功能器件的有效功能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重障礙。為了保證對(duì)電磁信號(hào)敏感的電子器件 的正常工作，必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的電磁屏蔽。金屬材料對(duì)電磁波具有良好的吸收和反射效 應(yīng)，因此可W通過(guò)對(duì)PE邸/CNT復(fù)合材料進(jìn)行金屬化來(lái)提高其電磁屏蔽效能，同時(shí)通過(guò)金屬 化可W降低復(fù)合材料的表面電阻。
[000引化學(xué)鍛是一種在無(wú)外加電源的情況下，利用適當(dāng)?shù)倪€原劑，在具有催化活性物質(zhì) 的催化作用下，將溶液中的金屬離子還原沉積在基體表面上而形成一定厚度的金屬鍛層的 工藝。與其他方法不同，由化學(xué)鍛所制備的鍛層成分均勻且易于控制，與基體結(jié)合力強(qiáng)，不 受零件尺寸及形狀限制，從而使其成為目前使用最廣泛的金屬化方法。目前，已經(jīng)有許多種 塑料可W通過(guò)化學(xué)鍛的方法進(jìn)行金屬化，但是傳統(tǒng)的化學(xué)鍛工藝存在許多不足；（1)為增 加表面親水性和粗趟度所需的化學(xué)刻蝕液中含有有害的化6+，會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害；（2)表面 活化過(guò)程常用貴金屬"鈕"作催化劑，增加了成本；做通常需要溶脹、刻蝕、敏化和活化等 工藝，步驟繁瑣。本發(fā)明介紹了一種環(huán)境友好的、低成本的、步驟簡(jiǎn)單的化學(xué)鍛工藝，成功的 對(duì)PE邸及PE邸/CNT復(fù)合材料進(jìn)行了金屬化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單可行、成本低、可用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的、環(huán)境 友好的、用于PE邸及PE邸/CNT復(fù)合材料基體的化學(xué)鍛方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下；
[0006] 一種聚離離酬或聚離離酬/碳納米管復(fù)合材料的無(wú)鈕化學(xué)鍛方法，其特征是步驟 如下：
[0007] 1)溶脹；將除去表面的污潰的PEEK或PEEK/CNT復(fù)合材料試樣浸入硫酸水溶液 中，在《60°C溫度的條件下溶脹，然后從硫酸溶液中取出溶脹試樣，用自來(lái)水沖洗試樣表 面；
[000引 2)還原劑吸附；將表面溶脹后的試樣浸入到還原溶液中浸泡吸附還原劑，還原溶 液溫度《60°C;然后將試樣取出干燥；
[0009] 3)化學(xué)鍛；將吸附還原劑的試樣浸入到化學(xué)鍛溶液中，化學(xué)鍛液溫度為55? 90°C，化學(xué)鍛時(shí)間為5?60分鐘。
[0010] 所述硫酸濃度優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 92wt%。
[0011] 所述試樣溶脹后體積增加《20%原試樣體積。
[0012] 所述還原溶液的組成為；在每升水中，含有3. 8?19g棚氨化鋼和2?IOg氨氧化 鋼。
[0013] 本發(fā)明采用濃硫酸作為溶脹劑對(duì)PE邸和PE邸/CNT復(fù)合材料進(jìn)行表面溶脹處理， 然后在溶脹的表面吸附還原劑，最后試樣被放入化學(xué)鍛液中進(jìn)行化學(xué)鍛，使PEEK或PEEK/ CNT表面沉積一層金屬鍛層。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作方便，成本較低，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1 (A);經(jīng)超聲清洗后的陽(yáng)EK/CNT表面形貌的掃描電鏡照片。
[00巧]圖1炬）；經(jīng)超聲清洗后的陽(yáng)邸表面形貌的掃描電鏡照片。
[0016] 圖2 (A);在實(shí)施例1中PEEK/CNT復(fù)合材料溶脹處理后所形成的表面形貌。
[0017] 圖2炬）；在實(shí)施例2中PEEK/CNT復(fù)合材料溶脹處理后所形成的表面形貌。
[001引圖2 (C);在實(shí)施例3中PEEK/CNT復(fù)合材料溶脹處理后所形成的表面形貌。
[0019] 圖2 (D);在實(shí)施例4中陽(yáng)邸溶脹處理后所形成的表面形貌。
[0020] 圖3(A):化學(xué)鍛鑲10秒后表面的掃面電鏡照片。
[0021] 圖3炬）：化學(xué)鍛鑲30秒后表面的掃面電鏡照片。
[0022] 圖3似：化學(xué)鍛鑲1分鐘后表面的掃面電鏡照片。
[0023] 圖3值）：化學(xué)鍛鑲2分鐘后表面的掃面電鏡照片。
[0024] 圖3巧）：化學(xué)鍛鑲20分鐘后表面的掃面電鏡照片。
[0025] 圖4 ;化學(xué)鍛鑲工藝工程W及"互鎖"效應(yīng)形成的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于該些實(shí)施例； 詳細(xì)說(shuō)明如下：
[002引 1).超聲清洗
[0029] 將PE邸或PE邸/CNT復(fù)合材料浸入盛有蒸饋水的超聲清洗器中，在室溫下，超聲清 洗3?10分鐘，除去試樣表面的污潰。
[0030] 2).表面溶脹處理
[0031] 將超聲清洗后的PE邸或PE邸/CNT復(fù)合材料浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于92wt%的硫酸水 溶液中，在60°CW下溶脹，將試樣溶脹處理一定時(shí)間，溶脹時(shí)間W溶脹后試樣體積的增加小 于20%為宜，通常即溶脹時(shí)間不超過(guò)12min;從硫酸溶液中取出試樣后，用自來(lái)水沖洗試樣 表面；
[0032] 3).還原劑吸附
[0033] 將表面溶脹后的陽(yáng)邸或陽(yáng)邸/CNT復(fù)合材料浸入到還原溶液中，浸泡任意時(shí)間，一 般10分鐘左右即可，還原溶液溫度低于60°C;然后將試樣取出干燥。；
[0034] 所述還原溶液的組成如下：
[0035] 棚氨化鋼3. 8?19g/l，
[0036] 氨氧化鋼2?lOg/L;
[0037] 即一升水中，加3. 8?19g棚氨化鋼和2?IOg氨氧化鋼。
[003引4).化學(xué)鍛
[0039] 化學(xué)鍛鑲；將吸附還原劑的陽(yáng)邸或陽(yáng)邸/CNT復(fù)合材料浸入到化學(xué)鍛鑲?cè)芤褐?，?學(xué)鍛液溫度為55?90°C，化學(xué)鍛時(shí)間為5?60分鐘。
[0040] 化學(xué)鍛鑲?cè)芤航M成如下：
[0041]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚離離酬或聚離離酬/碳納米管復(fù)合材料的無(wú)鈕化學(xué)鍛方法，其特征是步驟如 下： 1) 溶脹；將除去表面的污潰的PEEK或PEEK/CNT復(fù)合材料試樣浸入硫酸水溶液中，在 《60°C溫度的條件下溶脹，然后從硫酸溶液中取出溶脹試樣，用自來(lái)水沖洗試樣表面； 2) 還原劑吸附；將表面溶脹后的試樣浸入到還原溶液中浸泡吸附還原劑，還原溶液溫 度《60°C ;然后將試樣取出干燥； 3) 化學(xué)鍛；將吸附還原劑的試樣浸入到化學(xué)鍛溶液中，化學(xué)鍛液溫度為55?9(TC，化 學(xué)鍛時(shí)間為5?60分鐘。
2. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍛方法，其特征是所述硫酸濃度優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)> 92wt%。
3. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍛方法，其特征是所述試樣溶脹后體積增加《20%原試樣 體積。
4. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍛方法，其特征是所述還原溶液的組成為：在每升水中，含 有3. 8?19g棚氨化鋼和2?lOg氨氧化鋼。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種聚醚醚酮或聚醚醚酮/碳納米管復(fù)合材料的無(wú)鈀化學(xué)鍍方法；將除去表面的污漬的PEEK或PEEK/CNT復(fù)合材料試樣浸入硫酸水溶液中，在≤60℃溫度的條件下溶脹，然后從硫酸溶液中取出溶脹試樣；將表面溶脹后的試樣浸入到還原溶液中浸泡吸附還原劑，還原溶液溫度≤60℃；然后將試樣取出干燥；將吸附還原劑的試樣浸入到化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，化學(xué)鍍液溫度為55～90℃，化學(xué)鍍時(shí)間為5～60分鐘。本發(fā)明采用濃硫酸作為溶脹劑進(jìn)行表面溶脹處理，然后在溶脹的表面吸附還原劑，然后進(jìn)行化學(xué)鍍，使PEEK或PEEK/CNT表面沉積一層金屬鍍層。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作方便，成本較低，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【IPC分類(lèi)】C23C18-20, C23C18-31
【公開(kāi)號(hào)】CN104532215
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410814151
【發(fā)明人】楊德安, 翟通, 丁春輝, 盧麗霞, 張馳
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日