核壳导电填料的多巴胺仿生方法制备研究
核壳材料是利用多种物理以及化学的方法，在微米或者纳米尺寸的有机无机粒子表面包覆另外一种材料制备获得的具备光学性质，颗粒稳定性，材料结构稳定性，催化活性，颗粒表面亲水疏水性质等优势的新型材料。其中表面金属化的核壳材料目前较多的被应用为导电材料的填料。多巴胺是根据贝类动物分泌的蛋白质能够有效的黏附于各种湿润的表面而被发现进而广泛利用的材料表面功能化物质。多巴胺能够在碱性水溶液以及有氧环境下自聚生成聚多巴胺层黏附材料表面，继续进行化学镀，层层自组装，涂层等反应。本文利用多巴胺的表面功能化作用，在有机以及无机球颗粒的表面，通过多巴胺改性的新型化学镀方法制各金属层，使其成为具有良好导电性能的表面金属化核壳材料。具体研究内容如下: (1)通过多巴胺的功能化，成功制备作为各向异性导电胶填料的导电粒子。该导电粒子具有多层核壳结构，以聚苯乙烯微球作为材料，通过两次多巴胺的仿生修饰作用，分别在核材料的表面进行了改性化学镀金以及接枝环氧乙烯基树脂绝缘层，使核壳材料具备良好的导电性能以及各向异性导电性能。与传统的化学镀法相比，利用多巴胺仿生修饰方法改性的化学镀，具有高效，无毒害，简便等优势。与传统镀金相比，利用多巴胺仿生修饰并未利用先镀镍再原位环氧金粒子的方法，就获得了导电性能良好的粒子。此外，利用多巴胺对树脂接枝的辅助性能，在镀金粒子外层接枝环氧乙烯基树脂，保证了良好的各向异性导电性能。 (2)探究通过多巴胺的修饰批量化制备镀银玻璃微珠。分别通过改变实验条件以及实验原料投料量，减少制各过程中的实验成本以及时间成本。通过探究发现，利用50℃作为实验条件，反应4小时即可制备出聚多巴胺层包覆的玻璃微珠，500ml的多巴胺水溶液中可最大投放100g玻璃微珠。同时为探究半固相的制备方法，将多巴胺水溶液减少至5ml，投放4g玻璃微珠，反应1小时便能制备聚多巴胺层包覆的玻璃微珠。通过以上各种方法制备的聚多巴胺层包覆玻璃微珠，能够在化学镀银的过程中表现良好的络合以及弱还原性能，在玻璃微珠表面沉积连续致密的银镀层。
多巴胺;核壳结构;仿生合成;改性化学镀;各向异性导电胶;导电性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
王文才
2015
中文
TQ437.6;O6-05
96
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）