[发明专利]一种表面金属化芳纶纤维的制备方法

说明书

本发明提供一种表面金属化芳纶纤维的制备方法，包括下述步骤，1芳纶表面处理：将芳纶纤维除油、清洁后置于三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液中，20～80℃下处理5～60s后取出并轧干表面水分，烘干；2活化：将经步骤1处理后的芳纶纤维浸入活化液中进行表面活化处理，然后用水除去芳纶纤维表面残留的溶液；3还原：将活化处理后的芳纶纤维置于能将活化液中的金属离子还原的还原剂中，室温反应1～5min，然后用水冲洗并烘干；4化学镀：将还原的芳纶纤维置于镀液中进行化学镀，完成后取出、水洗、烘干。该方法简单易行、安全可靠、操作方便、经济环保，易于规模化生产；得到的表面金属化芳纶具有密度小、强度高、导电性好等特点。

技术领域

本发明属于纤维材料的表面金属化处理领域，具体涉及一种表面金属化芳纶纤维的制备方法。

背景技术

芳纶以高强度、高模量、耐高温、阻燃等优异的性能而广泛应用于先进复合材料、防护材料、橡胶增强材料、缆绳和光缆、工业织物、建筑结构加固材料、摩擦材料和密封材料等诸多领域。但芳纶表面能低、惰性大，缺乏可改性的官能团，因此与基体的界面相容性差，影响复合材料的力学性能，限制了其应用范围。在芳纶表面金属化处理后，有利于增强其与金属基体的界面粘接强度，可用于金属基复合材料的力学增强。此外，表面金属化还可以大幅提高芳纶的导电性能，与金属线相比具有质轻、柔软等显著的优势，可作为航空航天、通讯线缆等设备的屏蔽材料使用。

化学镀法是高分子材料表面金属化的一种简单有效的途径，已被广泛应用在化学、机械、汽车、电子、航空航天等工业部门。与电镀相比，化学镀不需要外加电源，利用溶液中的还原剂将金属离子还原为金属并沉积在基体表面上形成镀层，操作方便，工艺简单，镀层均匀、孔隙率小、外观良好，而且能在高分子材料、陶瓷等多种非金属基体上沉积。化学镀法的主要工艺流程为除油、粗化、敏化、活化以及施镀等工艺。其中，粗化工艺是指采用物理或化学的方法使高分子材料表面变得粗糙、无光泽并具有亲水性的过程。粗化的目的是提供“锚固点”，提高镀层与基体的结合力。此外，由于高分材料表面不具有催化活性，不能诱导镀液中的金属离子发生氧化还原反应，因此化学镀工艺前需对材料表面进行敏化、活化处理，即先使材料表面吸附一些易氧化的物质（敏化剂）如SnCl₂、TiCl₃等，然后进行活化处理，吸附的敏化剂被氧化，而活化剂被还原成催化晶核，还原的贵金属呈胶体状微粒附着在材料表面，具有较强的催化活性，为化学沉积提供必要条件。