单宁酸-铁离子表面修饰方法制备高导电复合填料
随着电子电气行业的快速发展，电磁屏蔽材料在防止电磁辐射污染方面发挥着重要作用。在聚合物材料中填充密度小、导电性好、成本低的高导电复合填料是提高电磁屏蔽性能的有效手段。然而，目前市场对高端高导电填料的需求仍依靠进口，因此，研究开发性能优异的高导电填料具有重大意义。多巴胺仿生修饰是一种高效的填料表面改性的方法，操作简便、环保、安全，可以适用于任何材质基体的改性，能够有效提高银粒子与基体的结合力，得到高导电复合填料。但该方法成本高、反应时间长，限制了其工业化生产和应用。由于多巴胺优异的粘附性来源于其结构中的邻位酚羟基，而单宁酸是从天然植物中提取的一种多元酚类化合物，其富含邻苯二酚和连苯三酚基团，与金属铁离子能快速形成稳定的五元环络合物，在基体表面沉积多酚-金属离子络合层。并且，单宁酸中丰富的邻苯二酚基团能够络合银粒子，从而提高银粒子在基体上的附着力。因此，本论文采用廉价的单宁酸来替代多巴胺对铝粉和氧化石墨烯进行表面修饰，并制备得到高导电复合填料。此方法反应时间短、成本低、环保安全、制备方法简单，适合工业化应用。具体内容如下: (1)首先，采用植物多酚单宁酸(TA)与铁离子(Fe3+)在硅片表面快速沉积多酚-金属离子络合层。探究其沉积反应的最佳条件为:pH=8.0，Fe3+浓度为0.12g/L。然后，对单宁酸-铁离子表面修饰的铝粉采用化学法镀银，制备得到电导率高达10000S/cm的铝/银复合填料。单宁酸-铁离子表面修饰的方法绿色环保、高效、成本低、适用范围广，在其修饰的基体表面可进行二次功能化，具有一定的产业化应用前景。 (2)采用单宁酸-铁离子对氧化石墨烯进行表面修饰，然后通过“先生长种子，再成核增长”的“两步法”镀银的方法，制备得到高导电的氧化石墨烯/银复合填料，其电导率达5000S/cm。“两步法”镀银的方法适用于表面较难施镀的基体，能制备高导电的镀银复合填料，为基体表面的金属化研究提供了一种新的思路。
导电复合填料;氧化石墨烯;表面修饰;单宁酸;铁离子
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
王文才
2018
中文
TM242;TM205.1
83
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）