本發明屬于纖維材料表面金屬化處理領域，涉及一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法。

背景技術：

隨著現代高新技術的飛速發展，應用越來越廣泛，材料研究也不斷地朝著高性能化、多功能化、輕量化等方向發展。聚酰亞胺纖維由于其密度低、強度高以及優異的耐化學腐蝕性、熱氧化穩定性和耐輻射性、低膨脹等優點，是制備纖維類導電材料較為理想的基體材料。纖維類導電材料由于具備輕質、柔軟、易折疊等特點，不僅具有消除靜電、電磁屏蔽電信號的探測和傳輸等功能，而且由于其質量輕、易加工等特性，表現出優越的性能，既可在航空航天、國防軍工、武器設備、醫療及環保防護等領域中發揮重要的作用，又可以滿足微電子、導電傳感、通訊等領域的特殊需要。

目前，常用的纖維表面金屬化處理的方法包括濺射法、涂覆法、化學鍍法和電沉積法等，其中化學鍍法是一種比較有效的纖維金屬化方法，且所需工藝簡單，鍍層質量穩定，對基體材料性能的影響較小，而且可以應用于任何復雜形狀的材料，目前有關于聚酰亞胺纖維表面金屬化處理的報道相對較少。本發明采用化學鍍法在聚酰亞胺纖維實現表面金屬化，提出一種簡單易行制備導電聚酰亞胺纖維的方法，所制備纖維的導電性能優異，從而拓寬其應用領域。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的問題，提供一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中粗化；

(3)將聚酰亞胺纖維在離子鈀絡合物溶液中活化；

(4)將聚酰亞胺纖維在二甲基氨硼烷溶液中還原，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅，制得鍍銅聚酰亞胺纖維。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為40-80g/L，氫氧化鈉的濃度為60-100g/L。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述粗化的處理溫度為40-80℃，處理時間為1-10min。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述離子鈀絡合物溶液中鈀離子的濃度為150-250mg/L。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述活化的處理溫度為30-50℃，處理時間為3-10min。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述二甲基氨硼烷的濃度為0.5-5g/L。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述還原的處理溫度為20-30℃，處理時間為3-10min。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述化學銅溶液由酒石酸鉀鈉、硫酸銅、氫氧化鈉、甲醛和氯化鎳組成。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述化學銅溶液中酒石酸鉀鈉的濃度為20-60g/L，硫酸銅的濃度為4-10g/L，氫氧化鈉的濃度為5-15g/L，甲醛的濃度為5-15mL/L，氯化鎳的濃度為1-10g/L。

如上所述的一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，所述化學電鍍銅的處理溫度為20-40℃，處理時間為5-20min。

有益效果：

(1)本發明的金屬化工藝可獲得與聚酰亞胺纖維緊密結合的電鍍化學銅層，纖維表面鍍層均勻、致密，與纖維結合力牢固。

(2)本發明所制備的鍍銅聚酰亞胺纖維鍍層可做為中間層，在化學銅層基礎上電鍍其它種類金屬(如鎳，錫，銀，等)，擴展聚酰亞胺纖維的應用范圍。

(3)本發明在保留聚酰亞胺自身性能的基礎上，賦予纖維導電性能，拓展了聚酰亞胺纖維的應用領域，可用于柔性電子器件、電磁屏蔽器件、可編織電子產品等高新技術產品，市場前景廣闊。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中40℃粗化處理1min，高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為40g/L，氫氧化鈉的濃度為60g/L；

(3)將聚酰亞胺纖維在鈀離子的濃度為150mg/L的離子鈀絡合物溶液中30℃活化3min；

(4)將聚酰亞胺纖維在濃度為0.5g/L的二甲基氨硼烷溶液中20℃還原處理3min，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，在20℃時使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅5min，制得鍍銅聚酰亞胺纖維，其中化學銅溶液由濃度為20g/L的酒石酸鉀鈉、濃度為4g/L的硫酸銅、濃度為5g/L的氫氧化鈉、濃度為5mL/L的甲醛和濃度為1g/L的氯化鎳組成。

實施例2

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中50℃粗化處理3min，高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為50g/L，氫氧化鈉的濃度為70g/L；

(3)將聚酰亞胺纖維在鈀離子的濃度為180mg/L的離子鈀絡合物溶液中35℃活化4min；

(4)將聚酰亞胺纖維在濃度為2g/L的二甲基氨硼烷溶液中22℃還原處理4min，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，在25℃時使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅10min，制得鍍銅聚酰亞胺纖維，其中化學銅溶液由濃度為30g/L的酒石酸鉀鈉、濃度為5g/L的硫酸銅、濃度為8g/L的氫氧化鈉、濃度為8mL/L的甲醛和濃度為3g/L的氯化鎳組成。

實施例3

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中60℃粗化處理5min，高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為60g/L，氫氧化鈉的濃度為80g/L；

(3)將聚酰亞胺纖維在鈀離子的濃度為200mg/L的離子鈀絡合物溶液中40℃活化6min；

(4)將聚酰亞胺纖維在濃度為3g/L的二甲基氨硼烷溶液中25℃還原處理6min，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，在30℃時使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅13min，制得鍍銅聚酰亞胺纖維，其中化學銅溶液由濃度為40g/L的酒石酸鉀鈉、濃度為7g/L的硫酸銅、濃度為10g/L的氫氧化鈉、濃度為10mL/L的甲醛和濃度為5g/L的氯化鎳組成。

實施例4

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中70℃粗化處理8min，高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為70g/L，氫氧化鈉的濃度為90g/L；

(3)將聚酰亞胺纖維在鈀離子的濃度為220mg/L的離子鈀絡合物溶液中45℃活化8min；

(4)將聚酰亞胺纖維在濃度為4g/L的二甲基氨硼烷溶液中28℃還原處理8min，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，在35℃時使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅15min，制得鍍銅聚酰亞胺纖維，其中化學銅溶液由濃度為50g/L的酒石酸鉀鈉、濃度為9g/L的硫酸銅、濃度為12g/L的氫氧化鈉、濃度為12mL/L的甲醛和濃度為8g/L的氯化鎳組成。

實施例5

一種聚酰亞胺纖維表面金屬化處理方法，步驟如下：

(1)將聚酰亞胺纖維在丙酮中超聲清洗和干燥；

(2)將聚酰亞胺纖維在高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中80℃粗化處理10min，高錳酸鉀和氫氧化鈉混合溶液中高錳酸鉀的濃度為80g/L，氫氧化鈉的濃度為100g/L；

(3)將聚酰亞胺纖維在鈀離子的濃度為250mg/L的離子鈀絡合物溶液中50℃活化10min；

(4)將聚酰亞胺纖維在濃度為5g/L的二甲基氨硼烷溶液中30℃還原處理10min，使纖維表面吸附的離子鈀還原成金屬鈀；

(5)將聚酰亞胺纖維置于化學銅溶液中，在40℃時使用化學電鍍銅的方法在聚酰亞胺纖維表面沉積化學銅20min，制得鍍銅聚酰亞胺纖維，其中化學銅溶液由濃度為60g/L的酒石酸鉀鈉、濃度為10g/L的硫酸銅、濃度為15g/L的氫氧化鈉、濃度為15mL/L的甲醛和濃度為10g/L的氯化鎳組成。