【摘要】：銀作為一種貴金屬材料,由于其具有優(yōu)良的延展性、導電導熱性、催化活性和生物抗菌性能,被廣泛地應用于電子設(shè)備、催化劑和生物抗菌等領(lǐng)域。在聚合物表面覆蓋一層銀,可以同時兼顧銀和聚合物的特點,有效降低金屬銀的使用量,從而有效地降低成本。在本文中,選用化學鍍的方法在聚乙烯(PE)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)這兩種不同的聚合物表面沉積一層金屬銀鍍層,并將其分別用于生物抗菌器件和柔性電極應用中。為了保證在長期使用過程中聚合物表面銀鍍層依然能夠保持良好的功效,必須提高銀鍍層與聚合物基體表面之間的結(jié)合力,為此采用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)對兩種聚合物表面進行化學改性。在表面改性過程中,APTMS會部分會發(fā)生自聚反應形成低聚物,形成的低聚物與聚合物基體表面羥基化處理后形成的羥基發(fā)生脫水縮合反應,最終在聚合物表面形成一層很薄的自組裝單分子層(SAMs),并且在SAMs與聚合物表面之間形成共價鍵。經(jīng)APTMS改性后的樣品在敏化活化反應處理后,在SAMs上生成具有催化活性的Pd金屬顆粒,通過XPS分析證實,生成的Pd顆粒與聚合物表面SAMs上的端氨基之間形成了化學鍵。在化學鍍銀反應過程中,Pd顆粒作為催化活性中心,引發(fā)銀顆粒在聚合物表面沉積,從而形成一層均勻的銀鍍層,所形成的銀鍍層與在Pd顆粒之間以金屬鍵連接。因此經(jīng)過APTMS改性后,聚合物基體可以與銀鍍層之間通過連續(xù)的化學鍵相連,這種連續(xù)的化學鍵連接方式替代了未經(jīng)過表面處理時的分子間作用力連接方式,進而有效地提高了聚合物基體與銀鍍層之間的結(jié)合力。利用剝離試驗定性、定量地測量銀鍍層與聚合物之間的結(jié)合力,結(jié)果表明:相比于沒有經(jīng)過表面處理的樣品,經(jīng)過APTMS表面改性后,聚合物與銀鍍層之間的結(jié)合力提高了23倍。經(jīng)過抗菌實驗測試,結(jié)果表明:具有高結(jié)合力的銀鍍層在PE表面表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗菌性能,為將來利用銀作為一種抗菌材料應用在宮內(nèi)節(jié)育器(IUD)方面奠定了良好的基礎(chǔ)。利用拉伸測試來測量在一定的拉伸形變下,PDMS表面銀鍍層的電阻值變化,拉伸結(jié)果表明:經(jīng)過表面化學改性后,PDMS表面的銀鍍層在10%的拉伸形變下,經(jīng)過上百次拉伸循環(huán)后依然可以保持穩(wěn)定的電阻值變化,且在30%拉伸形變下,銀鍍層依然能夠保持完整形貌而沒有明顯裂紋,優(yōu)異的抗拉伸性能保證了PDMS表面的銀鍍層可以用于柔性電極應用中。
【圖文】：

圖 1-1 濺射沉積原理Fig 1-1 Mechanism of sputter deposition1.1.2 化學氣相沉積化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)是一種在高溫條件下發(fā)生的氣反應，可以利用金屬、金屬鹵化物和碳氫化合物等材料在高溫下發(fā)生分解，然后通入氫氣對分解的材料進行還原，，從而析出得到想要的金屬、碳化物和氧化物這些材料這項技術(shù)可以用來精制提純金屬、半導體薄膜和粉末等材料，這項技術(shù)具有以下特點：（1）在較低的溫度條件下合成熔點較高的材料；（2）可以根據(jù)自己的需求獲多晶和單晶材料；（3）除了在片狀的基體表面形成薄膜，還可以在粉末顆粒表面積上一層薄膜。Bahlawane,N 等人[9]利用 CVD 技術(shù)，采用 AgNO3作為前驅(qū)體，在精的協(xié)助條件下，在基體表面制備出高品質(zhì)、高純度的 Ag 薄膜。雖然化學氣相沉技術(shù)具有能夠在較低的溫度條件下制備得到高熔點的金屬的優(yōu)點，但是 CVD 反應還

圖 1-2 敏化活化過程機理圖Fig 1-2 Mechanism of sensitization and activation process3 聚合物表面化學鍍銀的應用由于金屬銀具有諸多優(yōu)異性能，如優(yōu)異的抗菌性和導電性，在聚合物表面化學鍍以利用金屬銀的這些性能，這樣既可以減少金屬銀的使用，又可以發(fā)揮聚合物的。3.1 銀的抗菌原理眾所周知，金屬銀作為一種優(yōu)秀的廣譜抗菌材料，具有十分悠久的抗菌應用歷從古至今，人類就利用金屬銀制作各種盛放食物的器具，使食物得到保鮮和防腐效，從而使食物能夠長期儲存。除了應用于食物殺菌方面，金屬銀也廣泛應用于
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB306

【參考文獻】

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1 王靜;水中和;冀志江;曹延鑫;侯國艷;王繼梅;王曉燕;;銀系無機抗菌材料研究進展[J];材料導報;2013年17期

2 盧葉;楊福馨;張恒光;;載銀抗菌劑/LDPE抗菌薄膜的制備與性能研究[J];包裝工程;2013年11期

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1 高鳳仙;柔性功能高分子材料及器件的設(shè)計與應用[D];中國科學技術(shù)大學;2017年

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2 趙琛;帶PVD鍍層熱沖壓模具材料疲勞特性研究[D];大連理工大學;2015年

3 高翠翠;抗菌/抗電磁屏蔽多功能鍍銀腈綸纖維的制備及性能研究[D];東華大學;2014年

4 黃磊;陶瓷粉體化學鍍銀的研究[D];浙江大學;2003年

本文編號：2599740