玻璃微珠改性及導(dǎo)電性能的研究


摘要

玻璃微珠有實(shí)心、空心、多孔玻璃微珠之分，泛指直徑在數(shù)微米至數(shù)百微米范圍內(nèi)的玻璃(或陶瓷)球體。主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等，外觀呈白色或灰白色。因具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱低、滾動性好、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價格低廉、來源廣泛、無毒性等優(yōu)點(diǎn)使其功能得以被廣泛開發(fā)。目前，對玻璃微珠改性研究的方法有表面包覆改性，表面化學(xué)反應(yīng)改性，高能表面改性，表面沸石化及化學(xué)鍍法等眾多先進(jìn)方法。尤其是化學(xué)鍍方法不斷研究改進(jìn)。改性的玻璃微珠有效地應(yīng)用于在合成材料，涂料，醫(yī)學(xué)，建筑，炸藥，導(dǎo)電材料等眾多領(lǐng)域。尤其是金屬化的導(dǎo)電玻璃微珠，在電磁屏蔽、微波吸收等方面發(fā)揮十分重要的作用。改性玻璃微珠尤其是在導(dǎo)電功能方面，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)綜合眾多玻璃微珠化學(xué)鍍改性的方法，對空心玻璃微珠進(jìn)行堿洗、粗化、敏化、活化的預(yù)處理，用銀氨溶液和葡萄糖對其表面進(jìn)行鍍銀。并對預(yù)處理每個步驟都進(jìn)行優(yōu)化，并利用正交試驗(yàn)對鍍銀過程的條件進(jìn)行最優(yōu)化。并通過萬能電用表對其進(jìn)行壓實(shí)電阻檢測，得出最優(yōu)方案：預(yù)處理每個步驟進(jìn)行的時間均為10min，粗化劑用10g /L過硫酸銨水溶液，敏化劑SnCl2溶液定為20g/L，活化時AgNO3濃度為10g/L。鍍銀過程中條件確定為：溫度常溫（25℃），反應(yīng)時間為1h，葡萄糖濃度為15g/L，PH值為12。最優(yōu)方案得出的實(shí)驗(yàn)成品壓實(shí)電阻檢測為0.1Ω。

關(guān)鍵詞：玻璃微珠，改性，化學(xué)鍍，導(dǎo)電

Abstract

Glass beads are crystal (or ceramic) ball which diameter in the range of several microns to several hundred microns， are classified into solid， hollow， porous glass beads. The main components of SiO2、Al2O3、Fe2O3， etc. They appear white or gray. They are endowed with many great characteristics， such as light weight， low thermal conductivity， good rolling performance， high strength， good chemical stability， low price， wide source， non-toxic， results in its function are being developed widely. At present， there are many advanced study methods of glass beads modified surface such as coating modification， surface chemical modification， high energy surface modification and surface of zeolites and chemical plating. The method of chemical plating make improvement constantly. Modification of glass beads are effectively applied to the synthetic materials， paint， medicine， architecture， explosives， conductive material and so on. Especially metallized conductive glass beads play a very important role in the area of electromagnetic shielding and microwave absorption. Therefore， modified glass beads have wide application development value， especially in the area of conductive function.

    This study based on many glass beads modified electroless plating methods. Pretreatment program for hollow glass beads are alkaline cleaning， coarsening， sensitization， activation. And silver plating with silver ammonia solution and glucose. Optimize the pretreatment by single factor experiment but the electroless plating by orthogonal test. And testing the compact resistance by the multimeter. The optimal technological conditions are obtained， each pretreatment program time is 10 min， coarsening using 10 g/L ammonium sulfite solution， SnCl2 solution at 20 g/L， concentration of AgNO3 at 10 g/L. In the process of silver plating conditions identified as， temperature under normal temperature (25℃) ， reaction time of 1 h， concentrations of glucose at 15 g/L， the PH of 12. The experimental products of this optimal scheme compaction resistance detecting at 0.1 Ω.

Key word：Glass beads， modification， electroless plating， conductive

                           目錄

1 緒論 1

1.1 玻璃微珠改性及其應(yīng)用的概況 1

1.1.1 玻璃微珠簡介 1

1.1.2 玻璃微珠改性的研究 2

1.1.3 改性玻璃微珠的應(yīng)用 3

1.2 改性玻璃微珠導(dǎo)電性能的研究 4

1.2.1   金屬化玻璃微珠導(dǎo)電性應(yīng)用的概況 4

1.2.2   玻璃微珠導(dǎo)電性能應(yīng)用研究 4

1.3 玻璃微珠表面化學(xué)鍍工藝的研究 5

1.3.1 表面化學(xué)鍍銀的發(fā)展概況 5

1.3.2   玻璃微珠表面化學(xué)鍍預(yù)處理工藝的研究 6

1.3.3 表面化學(xué)鍍鍍銀工藝的研究 7

1.3.4 鍍銀工藝影響因素的深入探究 8

1.4  本課題的研究內(nèi)容和意義 9

2 實(shí)驗(yàn)部分 11

2.1  主要藥品及設(shè)備儀器 11

2.2  主要基本配方及原料 12

2.2.1   基本配方 12

2.2.2   集體原料 12

2.3  實(shí)驗(yàn)探索與確定 13

2.3.1   原始實(shí)驗(yàn)工藝 13

2.3.2   預(yù)處理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案 13

2.3.3   鍍銀過程優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案 14

2.3.4   反應(yīng)流程圖 15

2.4  性能測試 16

3 結(jié)果與討論 17

3.1  預(yù)處理?xiàng)l件的優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 17

3.1.1   預(yù)處理各條件優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 17

3.1.2   預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化結(jié)果討論 18

3.2  鍍銀正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 19

3.2.1   空心玻璃微珠正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 19

3.2.2   空心玻璃微珠正交試驗(yàn)結(jié)果的討論 19

3.2.3   實(shí)心玻璃微珠正交試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 20

3.2.4   實(shí)心玻璃微珠正交試驗(yàn)結(jié)果的討論 20

3.3  最優(yōu)方案實(shí)驗(yàn) 21

3.3.1   空心和實(shí)心玻璃微珠最優(yōu)方案結(jié)果 21

3.3.2   兩種珠最優(yōu)方案結(jié)果分析討論 21

結(jié)論 22

參考文獻(xiàn) 23