木棉纤维无钯化学镀镍制备轻质导电复合纤维的研究

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基于化学镀技术的高适应性,植物纤维基导电材料可替代金属微粉成为高效环保的轻质电磁干扰材料,而有效的活化及施镀工艺是提高复合纤维电导率并降低有效密度的关键。  本文以高中空木棉纤维(KF)为基体,将亲水改性后的KF通过直接镍活化法及化学镀Ni-P制成Ni-P/KF轻质导电复合纤维。采用丁二酮肟-分光光度法测定镍含量,探索了活化过程还原时间、活化液各组分浓度对活性镍沉积的影响,优化了镍活化工艺参数。通过正交及单因素实验研究了化学镀过程中各影响因素对Ni-P/KF电导率及有效密度的影响,优化了施镀工艺。本文还运用硅烷偶联剂KH550改性亲水KF,并通过KH550自组装镍活化法及化学镀Ni-P制备了Ni-P/KH550/KF轻质导电复合纤维。运用FT-IR、SEM、EDS、XRD对纤维化学结构、表层形貌、元素组成及晶型进行表征。  结果表明,1wt% NaClO溶液的预处理显著提高了KF的亲水性。最优镍活化工艺下,直接镍活化法与KH550自组装镍活化法均能使亲水KF表层均匀沉积超过370mg的活性镍,并成功引发化学镀反应。两种复合纤维的镀层中Ni-P总量高于98%,均为中磷非晶态镀层。KH550自组装过程使KF的纤维素晶型由Ⅰ型向Ⅱ型转变,同时Ni-P/KH550/KF的镀层比Ni-P/KF更加致密牢固,电导率由334.0S/cm提高至390.9S/cm,有效密度仅从3.95g/cm3增到3.99g/cm3。
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