空心玻璃微球/银核壳结构复合微球的制备及其在吸声降噪材料中的特性

kaola1992

在综合考察现有各种空心玻璃微球化学镀银工艺后发现，目前在这方面的研究中，活化试剂及活化工艺的选择、对空心玻璃微球表面银壳层组成单元的结构与形貌的可控控制、对空心玻璃微球/银核壳结构复合微球在聚合物基体复合材料中的特性研究等方面还存在一些缺陷。高性能空心玻璃微球作为核材，采用一种全新的镀前处理方法进行活化处理，再镀覆一层金属银以制备核/壳型结构的复合微球，并进一步探索空心玻璃微球表面银壳层组成单元的结构与形貌的可控制备方法。最后，本论文选择压电/导电复合阻尼吸声材料作为切入点，利用空心玻璃微球/银核壳结构复合微球的导电性能，初步研究了其作为导电填料在压电/导电复合阻尼吸声材料中的特性。 本论文主要研究内容及结果如下： 1.首先综合调研了空心玻璃微球化学镀银工艺的国内外研究进展情况。本论文指出，使用高性能空心玻璃微球作为核材制备核/壳型复合材料能够从根本上解决微球破损的问题。高性能空心玻璃微球硅含量较高，处理后其表面能够生成大量硅羟基，这些羟基可修饰性强，便于实现纳米结构的可控组装。 2.针对现有技术缺陷，提出了一种新的空心玻璃微球表面前处理方法，即在空心玻璃微球化学镀银前对空心玻璃微球表面实施碱洗、双氧水洗两步简易处理，使其表面同时达到较好的粗化与亲水化效果。另外，双氧水的加入能够增加空心玻璃微球表面的羟基数量，有利于壳层材料的附着。 3.现有关于空心玻璃微球镀银核壳复合结构的报道多集中在以不同方法或在不同实验条件下进行核壳复合结构的制备，而对空心玻璃微球表面银壳层的组成单元的结构和形貌的控制还未见报道。针对此情况，本文采用柠檬酸钠辅助的方法，在空心玻璃微球表面制备出了片状形貌的纳米银壳层。对银壳层的形貌结构以及光学性质进行了分析讨论。本论文还探讨了不同实验条件对镀银层形貌的影响，并初步探讨了纳米片壳层在空心玻璃微球表面形成的机理。 4.利用空心玻璃微球/银核壳结构复合微球的导电性能，结合压电/导电复合阻尼吸声材料的吸声原理，制备了压电/导电/聚合物复合材料，然后初步研究了其作为导电填料的在这种复合材料中的特性。另外，将未处理的空心玻璃微球作为填料，制备了含有不同质量分数空心玻璃微球的硅橡胶复合材料。但这两类材料的吸声系数都未能达到一个理想值，其制备工艺过程尚待深入研究。