多巴胺修飾法鍍銀玻璃微球的表征及其在導(dǎo)電硅橡膠中的應(yīng)用

李潤(rùn)源 王幫武 陳風(fēng)波 劉小艷 朱 巍

(航天材料及工藝研究所，北京 100076)

·新材料新工藝·

多巴胺修飾法鍍銀玻璃微球的表征及其在導(dǎo)電硅橡膠中的應(yīng)用

李潤(rùn)源 王幫武 陳風(fēng)波 劉小艷 朱 巍

(航天材料及工藝研究所，北京 100076)

文摘通過(guò)多巴胺修飾對(duì)玻璃微球的預(yù)處理和銀的還原反應(yīng)，批量制備了鍍銀玻璃微球(SiO2/PDA/Ag),進(jìn)行了X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)、廣角X射線(xiàn)衍射(WAXD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測(cè)試。結(jié)果表明，鍍銀玻璃微球的銀含量穩(wěn)定，表面銀層均勻、連續(xù)、致密。與國(guó)外進(jìn)口鍍銀玻璃微球的SEM對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示，鍍銀玻璃微球表面粗糙度更大，有利于達(dá)到逾滲效應(yīng)。鍍銀玻璃微球在甲基乙烯基硅橡膠中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鍍銀玻璃微球在經(jīng)過(guò)混煉后銀層保持完好，在硅橡膠中分散均勻且黏結(jié)緊密。使用鍍銀玻璃微球制備的導(dǎo)電硅橡膠的力學(xué)和電學(xué)性能顯示，拉伸強(qiáng)度為2.54 MPa，扯斷伸長(zhǎng)率為122.3%，體積電阻及老化后電阻分別為3.9和9.0 mΩ·cm。

多巴胺，鍍銀，玻璃微球，導(dǎo)電硅橡膠

0 引言

鍍銀玻璃微球近些年來(lái)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它在催化、電磁、微電子、光電子及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。銀粒子具有高導(dǎo)電(1.586 μΩ·cm)、高導(dǎo)熱[408 W/(m·K)]、高反射率、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能[1]，其中導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能常溫下是金屬中最好的，且不易氧化，即使表面發(fā)生氧化對(duì)其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能影響不大，因此銀粒子常被用作粉體導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電材料。但是金屬銀密度大，在使用中易于發(fā)生沉降，填充成本高，這些缺點(diǎn)極大的限制了銀粒子的廣泛應(yīng)用。

玻璃微球是一種新型材料，由硼硅酸鹽加工而成，具有耐高溫、蠕變低、較高的強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕、密度小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、建筑、橡膠及電子產(chǎn)業(yè)[2]。通過(guò)銀與玻璃微球的結(jié)合制備的既具有高導(dǎo)電殼層又具有低密度內(nèi)核的鍍銀玻璃微球成為一種新型高性能導(dǎo)電填料。

到目前為止，文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)很多種制備鍍銀玻璃微球的方法，這其中包括磁控濺射法、原位化學(xué)還原法、自組裝法、電鍍法以及化學(xué)鍍法[3]?；瘜W(xué)鍍相比其他方法而言，因其具有能夠在微小區(qū)域形成均勻鍍層，能夠應(yīng)用在非金屬本體材料表面，對(duì)本體材料形狀無(wú)限制，成本低，所涉及的設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。因?yàn)闊o(wú)機(jī)材料表面沒(méi)有催化反應(yīng)活性，因此在化學(xué)鍍之前需進(jìn)行預(yù)處理。傳統(tǒng)的化學(xué)鍍預(yù)處理方法包括粗化、敏化和活化。玻璃微球經(jīng)過(guò)洗滌除油后用氫氟酸溶液進(jìn)行粗化處理，對(duì)玻璃微球表面造成一定的腐蝕，以便提供基體與鍍層之間良好的結(jié)合力。粗化后的玻璃微球浸泡在含有Sn2+離子溶液中敏化，敏化后的玻璃微球經(jīng)過(guò)水洗置于貴金屬的鹽溶液中，如AgNO3、PdC12、HAuC1。貴金屬離子被Sn2+離子還原生成催化反應(yīng)活性中心完成活化過(guò)程。吸附于本體材料表面的貴金屬離子能夠催化誘發(fā)金屬鹽溶液中的還原反應(yīng)，從而在本體材料表面形成金屬鍍層[4]。傳統(tǒng)的化學(xué)鍍預(yù)處理方法過(guò)程復(fù)雜，所使用的氫氟酸等試劑有毒有害難于后處理，貴金屬活化溶液價(jià)格昂貴，所制備的金屬鍍層的厚度和均勻性也難于控制，更為重要的是金屬鍍層與本體材料之間的結(jié)合力較差，受到外力時(shí)鍍層易于剝落。因此很多新的方法如接枝聚合法、層層自組裝法、等離子處理法、Langmuir-Blodgett沉積法、自組裝單層法等方法[5-9]被用于化學(xué)鍍的預(yù)處理，然而這些方法因?yàn)檫^(guò)程設(shè)備復(fù)雜，對(duì)基體材料形狀與大小有要求等缺點(diǎn)而限制應(yīng)用。由于鍍銀玻璃微球及導(dǎo)電硅橡膠的制備對(duì)技術(shù)和設(shè)備的要求高，因此國(guó)內(nèi)的鍍銀玻璃微球及導(dǎo)電硅橡膠市場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間被Potters?、Chomerics?等國(guó)外企業(yè)所壟斷。

為了提供一種通用，簡(jiǎn)便同時(shí)能夠提高金屬鍍層與無(wú)機(jī)基體材料的結(jié)合力的化學(xué)鍍預(yù)處理方法，本文介紹了一種使用多巴胺對(duì)玻璃微球表面進(jìn)行功能化修飾進(jìn)而化學(xué)鍍制備鍍銀玻璃微球的新型方法。實(shí)現(xiàn)了鍍銀玻璃微球的批量制備，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的性能對(duì)比結(jié)果顯示達(dá)到或超過(guò)其作為導(dǎo)電填料的使用標(biāo)準(zhǔn)，使得結(jié)束國(guó)外公司在這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)壟斷更進(jìn)一步。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1原材料

原材料見(jiàn)表1。

表1 原材料

1.2實(shí)驗(yàn)步驟

鍍銀玻璃微球(SiO2/PDA/Ag)及導(dǎo)電硅橡膠的制備過(guò)程如圖1所示，玻璃微球經(jīng)過(guò)堿性多巴胺溶液的浸泡在其表面形成聚多巴胺功能層，之后進(jìn)行銀的還原反應(yīng)，得到的鍍銀玻璃微球填充入MVQ制備導(dǎo)電硅橡膠，具體步驟如下。

(1)玻璃微球(SiO2)分別經(jīng)過(guò)乙醇和去離子水超聲清洗30 min后放入60℃的真空干燥箱干燥。

(2)配制2 g/L的多巴胺溶液2.5 L，在特定實(shí)驗(yàn)(2 g/L多巴胺溶液)中每50 mL多巴胺溶液加入0.06 g Tris。將溶液的pH調(diào)節(jié)至8.5，將步驟(1)中的玻璃微球添加到上述溶液中，室溫下攪拌24 h。反應(yīng)后將獲得的多巴胺修飾玻璃微球(SiO2/PDA)用去離子充分清洗后置于60℃的真空干燥箱中徹底干燥。

(3)配制20 g/L的AgNO3溶液2 L，將氨水加入AgNO3溶液中，溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)樯钭厣^續(xù)添加氨水直至溶液再一次變無(wú)色，在溶液中加入0.25 %的PVP充分?jǐn)嚢枞芙?。將步驟(2)中的SiO2/PDA加入到上述溶液中，活化30 min。

(4)配制40 g/L 的葡萄糖溶液 2 L，加入到鍍銀液(3)中進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)持續(xù)2 h。反應(yīng)后將獲得的鍍銀玻璃微球(SiO2/PDA/Ag)用去離子水充分清洗后置于60℃的真空干燥箱中徹底干燥。

(5)將步驟(4)中的SiO2/PDA/Ag與偶聯(lián)劑A151在常溫下混合，然后將MVQ、SiO2/PDA/Ag和硫化劑雙2,5按順序加入開(kāi)煉機(jī)中充分混煉。使用平板硫化機(jī)在170℃×10 MPa×20 min條件下對(duì)混煉膠進(jìn)行一段硫化，電熱鼓風(fēng)干燥箱在200℃×2 h的條件下進(jìn)行二段硫化。在測(cè)試性能前，硫化后的膠片常溫下擱置8 h以上。

圖1 鍍銀玻璃微球及導(dǎo)電硅橡膠的制備示意圖

Fig.1 Schematic illustration of procedure for preparation of silver coated silica microsphere (SiO2/PDA/Ag) and the fabrication of conductive silicone rubber

1.3表征方法

1.3.1X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)

鍍銀玻璃微球的表面元素組成由美國(guó)Thermo Electron公司生產(chǎn)的XPS表征。鍍銀玻璃微球用導(dǎo)電雙面膠粘貼在樣品池中，樣品室中的壓力保持在1.33×10-6Pa或者更低。為了減少表面放電所帶來(lái)的誤差，所有測(cè)試的結(jié)合能均以C 1s(—CH)284.6 eV為基準(zhǔn)測(cè)定。在分峰處理中，Gaussian的半峰寬(FWHM)均與所有組分的指定峰寬保持一致。表面元素的化學(xué)計(jì)量由各組分的峰面積比獲得，誤差在±5%以?xún)?nèi)。

1.3.2廣角X射線(xiàn)多晶衍射儀(WAXD)

鍍銀玻璃微球的結(jié)晶結(jié)構(gòu)由德國(guó)布魯克AXS有限公司生產(chǎn)的D8 ADVANCE 廣角X射線(xiàn)多晶衍射儀表征。儀器使用Cu靶X光管，射線(xiàn)波長(zhǎng)1.540 56 ×10-10m。配有LynxEye一維陣列探測(cè)器，采用光學(xué)編碼技術(shù)的θ/θ立式測(cè)角儀。2θ掃描范圍為5°～90°，分辨率為10-4°。

1.3.3掃描電子顯微鏡(SEM)

鍍銀玻璃微球的表面形貌由日本日立公司生產(chǎn)的HITACHI S-4800型掃描電子顯微鏡觀(guān)測(cè)。鍍銀玻璃微球用導(dǎo)電雙面膠粘貼在樣品池中，在測(cè)試前需在樣品表面噴涂大約20 nm的鉑金薄層。SEM在加速電壓為20 kV，測(cè)試電壓為200 kV的條件下測(cè)試。

1.3.4傅里葉變換紅外光譜(FTIR)

鍍銀玻璃微球的表面基團(tuán)組成由美國(guó)Thermo Fisher公司生產(chǎn)的Tensor 27系統(tǒng)2000傅里葉變換紅外光譜儀表征。測(cè)試前將鍍銀玻璃微球與KBr粉末均勻混合后壓制成圓薄片，光譜在紅外光波長(zhǎng)4 000～600 cm-1的范圍內(nèi)測(cè)得。每條譜線(xiàn)是由32次分辨率為4 cm-1的掃描疊加后測(cè)得。

1.3.5導(dǎo)電硅橡膠加工設(shè)備

實(shí)驗(yàn)中使用的橡膠加工設(shè)備包括：開(kāi)放式煉膠機(jī)，XK-160，上海橡膠機(jī)械一廠(chǎng)；盤(pán)式硫化儀，P3555B2，北京環(huán)峰化工機(jī)械實(shí)驗(yàn)廠(chǎng)；平板硫化儀，25 t，上海橡膠機(jī)械廠(chǎng)；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，DHG-9246A，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限責(zé)任公司；微控電子萬(wàn)能測(cè)試機(jī)，CMT4104，深圳新三思計(jì)量技術(shù)公司；熱老化箱，RZH-1001，天津天宇實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；數(shù)字直流電橋，QJ84，上海正陽(yáng)儀表廠(chǎng)。

2 結(jié)果與討論

2.1多巴胺修飾法鍍銀玻璃微球的表征

聚多巴胺表面的兒茶酚基團(tuán)和含N基團(tuán)具有很強(qiáng)的金屬離子絡(luò)合作用，若加入還原劑，將在基體表面形成均勻、致密且連續(xù)的金屬層。該實(shí)驗(yàn)中，銀氨鍍液是Ag+的來(lái)源，葡萄糖用作還原劑，PVP用作分散劑來(lái)提高銀層在無(wú)機(jī)材料表面的均勻性。整個(gè)化學(xué)鍍的過(guò)程不需要使用Pd2+和Sn2+等傳統(tǒng)預(yù)處理試劑，從而提高效率減少污染。在曲線(xiàn)③中觀(guān)測(cè)到在位于370 eV的結(jié)合能處存在銀的特征峰。圖2(b)表明Ag 3d峰可以分為Ag 3d5/2和Ag 3d3/2，它們分別位于 368.0和374.0 eV的結(jié)合能處。這表明存在于鍍銀玻璃微球表面的銀是以單質(zhì)存在的。

玻璃微球及鍍銀玻璃微球的晶體結(jié)構(gòu)用WAXD進(jìn)行表征。圖3是玻璃微球的WAXD衍射圖。曲線(xiàn)①在2θ為23°處出現(xiàn)了一個(gè)寬泛的衍射峰，表明空白玻璃微球不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。曲線(xiàn)②呈現(xiàn)出與曲線(xiàn)①相似的衍射峰，說(shuō)明包裹在玻璃微球表面的聚多巴胺為無(wú)定形結(jié)構(gòu)。從曲線(xiàn)③中看出，在2θ為38.2°、44.4°、64.6°和77.6°處出現(xiàn)了四個(gè)特征峰，分別對(duì)應(yīng)于銀金屬面心立方(FCC)的(1 1 1)，(2 0 0)，(2 2 0)和(3 1 1)晶面(PCPDS Card No.4-783)。結(jié)果表明沉積在聚多巴胺表面的銀為單質(zhì)態(tài)，并沒(méi)有氧化銀、鹵化銀和其他雜質(zhì)存在。

空白玻璃微球和鍍銀玻璃微球的表面形貌用SEM進(jìn)行觀(guān)測(cè)。圖4(a)是空白玻璃微球的電鏡圖片，可以看出空白玻璃微球表面光滑。經(jīng)過(guò)多巴胺的修飾之后，從圖4(b)觀(guān)察到玻璃微球表面的粗糙度增加，這是由于聚多巴胺在玻璃微球表面發(fā)生自聚合造成的。圖4(c)是鍍銀玻璃微球圖片，看出SiO2/PDA微球表面被銀層所覆蓋，銀層分布均勻且連續(xù)。圖4(d)是空白玻璃微球直接沉積銀(SiO2/Ag)的圖片，圖片顯示玻璃微球表面存在銀顆粒，但并不連續(xù)。掃描電鏡結(jié)果表明玻璃微球表面的聚多巴胺層能夠促進(jìn)銀離子的吸附進(jìn)而增加銀層的沉積量，所得的銀層連續(xù)且致密。

圖3 微球的WAXD衍射譜圖

Fig.3 WAXD patterns of microsphere

利用聚多巴胺包覆的玻璃微球做前驅(qū)體，可以制備出聚多巴胺空心微球和銀空心微球。如圖5(a)所示，首先將聚多巴胺包覆的玻璃微球置于8%的氫氟酸溶液中浸泡6 h，祛除內(nèi)核SiO2得到聚多巴胺空心微球。聚多巴胺空心微球可以廣泛用于復(fù)合材料、藥物緩釋、生物活性保護(hù)層等[10]。將聚多巴胺空心微球加入銀氨鍍液中，在葡糖糖的還原作用下，可以在聚多巴胺空心微球表面形成銀層，得到銀空心微球(PDA/Ag)[圖5(b)]。銀空心微球在生物活性試劑(蛋白質(zhì)、酶或者DNA)的保護(hù)層、填料、涂層、催化反應(yīng)、納米反應(yīng)器、色譜分析和生物大分子的釋放系統(tǒng)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用[11]。

2.2多巴胺修飾法鍍銀玻璃微球與進(jìn)口鍍銀玻璃微球的對(duì)比

圖6對(duì)多巴胺修飾法批量制備的鍍銀玻璃微球與美國(guó)Potters?公司生產(chǎn)的鍍銀玻璃微球的表面元素進(jìn)行對(duì)比，其中圖6(a)曲線(xiàn)①②為兩種鍍銀玻璃微球的寬譜，圖6(b)曲線(xiàn)①和②為兩種鍍銀玻璃微球的Ag 3d峰。

①批量制備；②美國(guó)Potters?公司生產(chǎn)。

(a) XPS寬譜圖 (b) Ag 3d峰圖

圖6 鍍銀玻璃微球的XPS譜圖

Fig.6 XPS spectra of silver coated silica microsphere

通過(guò)對(duì)兩種樣品的XPS測(cè)試發(fā)現(xiàn)，兩種鍍銀玻璃微球的表面元素組成相同，銀均以單質(zhì)態(tài)存在。WAXD的測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步證明了這一結(jié)論，從圖7可以看出，兩種樣品呈現(xiàn)出相同的衍射峰。

由圖8可見(jiàn)，兩種樣品的表面均被連續(xù)、致密的銀粒子所覆蓋，圖8(a)中微球表面較(b)粗糙度大。粗糙度的增加有利于導(dǎo)電粒子在橡膠材料中達(dá)到逾滲效應(yīng)的逾滲值[12]。

2.3多巴胺修飾法鍍銀玻璃微球制備的導(dǎo)電硅橡膠的應(yīng)用評(píng)價(jià)

分別將多巴胺修飾法制備的鍍銀玻璃微球和美國(guó)Potters?公司生產(chǎn)的鍍銀玻璃微球與MVQ進(jìn)行復(fù)合，制備導(dǎo)電硅橡膠。用液氮對(duì)兩種復(fù)合材料樣條進(jìn)行浸泡后脆斷，SEM觀(guān)測(cè)橫截面圖像以表征微球在MVQ中的分散和銀層的強(qiáng)度。從圖9(a)中看出多巴胺修飾法制備的鍍銀玻璃微球在MVQ中分散均勻，脆斷后粒子并未從MVQ中掉落，銀層在經(jīng)過(guò)混煉、硫化后依然完好，未出現(xiàn)銀層剝落現(xiàn)象，表明銀層與玻璃微球之間有良好的結(jié)合力。圖9(b)顯示美國(guó)Potters?公司生產(chǎn)的鍍銀玻璃微球在MVQ中也有較好分散，但鍍銀玻璃微球在經(jīng)過(guò)混煉、硫化后出現(xiàn)了銀層剝落現(xiàn)象。

以上現(xiàn)象進(jìn)一步說(shuō)明聚多巴胺功能層不僅能夠絡(luò)合Ag+，而且充當(dāng)玻璃微球與銀層之間的粘結(jié)層，提供良好的粘結(jié)力。

將多巴胺修飾法制備的鍍銀玻璃微球與MVQ的混煉膠置于甲苯溶劑中，60℃的條件下攪拌60 h，使MVQ充分溶解，去離子水洗滌鍍銀玻璃微球。SEM觀(guān)察(圖10)經(jīng)過(guò)混煉和溶劑處理后的鍍銀玻璃微球表面銀層完好，進(jìn)一步說(shuō)明了銀層與玻璃微球之間良好的結(jié)合力。

鍍銀玻璃微球表面化學(xué)基團(tuán)的變化用FTIR表征。吸收曲線(xiàn)①～③呈現(xiàn)出相似峰形，但④卻出現(xiàn)了兩處新的吸收峰，分別是位于官能團(tuán)區(qū)2 964 cm-1處的飽和—C—H伸縮振動(dòng)峰和位于處指紋區(qū)1 261 cm-1的—C—H彎曲振動(dòng)峰，兩處吸收峰是由MVQ中的甲基所帶來(lái)的。說(shuō)明即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間溶解和去離子水徹底清洗，鍍銀玻璃微球表面依然存有MVQ，表明MVQ與鍍銀玻璃微球之間良好的粘結(jié)性。

導(dǎo)電硅橡膠的力學(xué)和電學(xué)性能是其應(yīng)用的關(guān)鍵。表2列出了多巴胺修飾法制備的鍍銀玻璃微球填充的導(dǎo)電硅橡膠的力學(xué)性能和電學(xué)性能。

表2 導(dǎo)電硅橡膠的力學(xué)性能及電學(xué)性能

3 結(jié)論

通過(guò)多巴胺修飾成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)玻璃微球的預(yù)處理，經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍可以在玻璃微球表面形成均勻，連續(xù)且致密的銀層，聚多巴胺層不僅能夠絡(luò)合銀氨鍍液中的Ag+，并且能增強(qiáng)玻璃微球與銀層之間的黏結(jié)強(qiáng)度。多巴胺修飾法批量制備的鍍銀玻璃微球，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，銀層與玻璃微球間粘結(jié)更加緊密，在甲基乙烯基硅橡膠中分散均勻且與硅橡膠的結(jié)合牢固。使用批量制備的鍍銀玻璃微球填充制備導(dǎo)電硅橡膠，其拉伸強(qiáng)度為2.54 MPa，扯斷伸長(zhǎng)率為122.3%，體積電阻及老化后體積電阻分別為3.9和9.0 mΩ·cm。

[1] 胡傳群，曾黎明，周建鋼，等.鍍銀玻璃微球粉體的制備及應(yīng)用[J].化工新型材料,2008，36(11)：105-107.

[2] 陳天立，張海燕，郭慕思，等.鍍銀空心玻璃微珠導(dǎo)電填料制備工藝的研究[J].材料研究與應(yīng)用,2008，2(4)：248-250.

[3] WANG W C, JIANG Y, LIAO Y, et al. Fabrication of silver-coated silica microspheres through mussel-inspired surface functionalization[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2011, 358 (2): 567-574.

[4] 秦鐵男，馬立群，劉敏基，等.非金屬材料表面化學(xué)鍍中活化工藝的改進(jìn)及發(fā)展方向[J],中國(guó)表面工程.2010，23(1)：69-74.

[5] LOVE J C, ESTROFF L A， KRIEBEL J K， et al.Self-assembled monolayers of thiolates on metals as a form of nanotechnology[J]. Chemical Reviews, 2005, 105 (4): 1103-1169.

[6] BENOIT D, CHAPLINSKI V, BRASLAU R,et al. Development of a universal alkoxyamine for "living" free radical polymerizations[J]. Journal of the American Chemical Society, 1999, 121 (16): 3904-3920.

[7] REINA A, JIA X T, HO J,et al. Few-layer graphene films on arbitrary substrates by chemical vapor deposition[J]. Nano Letters, 2009,9(1): 30-35.

[8] LI X L, ZHANG G Y, BAI X D,et al. Highly conducting graphene sheets and langmuir-blodgett films[J]. Nature Nanotechnology, 2008,3(9): 538-542.

[9] TANG Z Y, WANG Y, PODSIADLO P, et al. Biomedical applications of layer-by-layer assembly: From biomimetics to tissue engineering[J]. Advanced Materials, 2006,18(24): 3203-3224.

[10] AGRAWAL M, GUPTA S, STAMM M. Recent developments in fabrication and applications of colloid based composite particles[J]. Journal of Materials Chemistry, 2011,21(3): 615-627.

[11] LIU J, LIU F, GAO K, et al. Recent developments in the chemical synthesis of inorganic porous capsules[J]. Journal of Materials Chemistry, 2009,19(34): 6073-6084.

[12] 顏莎妮，鄒華，張立群，等.鍍鎳填料/甲基乙烯基硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究[J].橡膠工業(yè)，2012，59(11)：645-649.

Characterization of Silver Coated Silica Microsphere Through Dopamine-Assisted Functionalization and the Applied Evaluation of Conductive Silicone Rubber

LI Runyuan WANG Bangwu CHEN Fengbo LIU Xiaoyan ZHU Wei

(Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology, Beijing 100076)

The bulk production of silver coated silica microsphere (SiO2/PDA/Ag) was realized by dopamine-assisted functionalization and subsequent elelctroless plating. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),wide-angle X-ray diffraction (WAXD) and scanning electron microscope (SEM) results show that the silver layer on the surface of silica microsphere was homogenous, continuous and compact with stable silver contents. The surface of SiO2/PDA/Ag microsphere was much rougher than the one imported from U.S. The roughness will facilitate the electron tunneling effect of particles. The SiO2/PDA/Ag microsphere maintains its intactness and strongly adheres to ethyl vinyl silicone rubber after the blending with silicone rubber. The mechanical and electrical characterizations of conductive silicone rubber show that tensile strength is 2.54 MPa, elongation at rupture is 122.3%, volume resistivity before and after thermal aging is 3.9 and 9.0 mΩ·cm.

Dopamine,Silver plating, Silica microsphere,Conductive silicone rubber

TB3

10.12044/j.issn.1007-2330.2017.05.002

2017-05-05

李潤(rùn)源,1989年出生,工程師，主要從事特種橡膠加工工藝的研究。E-mail:liry@703.calt.casclirunyuan2006@163.com