化学镀芳族聚酰胺纤维表面的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过化学浸镀而涂敷有牢固粘结的金属镀层的、由芳族聚酰胺和聚乙烯基吡咯烷酮（ＰＶＰ）的组合物制成的导电纤维。ＰＶＰ增强了纤维表面对镀层的附着力。优先选用的芳族聚酰胺是聚对苯二甲酰对苯二胺。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芳族聚酰胺表面的化学镀金属镀膜，其中金属牢固地附着在芳族聚酰胺基片上以提供一高导电率的表面。芳族聚酰胺中含有少量的聚乙烯基吡咯烷酮作为添加聚合物，该物质可改善镀膜质量，附着力，并因此可提高金属膜层的导电率。化学镀是指通过金属盐类和化学还原剂的相互作用而形成金属薄膜的沉积。一般说来，化学镀是众所周知的。实现成功的化学镀的困难之一在于如何获得镀膜基片和所镀金属之间的良好附着力。对于某些应用场合和某些物件而言，仅用作密封包装即足够了;但对于纤维而言，所镀金属的良好的附着力是重要的，原因是所镀金属层必须能经受进一步加工时所受的力。1986年9月30日公布的Ebneth等人的美国专利4，614，684披露了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPD-T)纤维的织物可用一种相当复杂的方法镀镍，该方法包括在丁二烯和氯化钯中将织物活化，再将织物在氯化镍浴中用柠檬酸和二甲胺硼氢化合物中浸泡。1979年11月15日公布的Ebneth的德国专利申请2，820，502披露了把PPD-T和聚间苯二甲酰间苯二胺(M-PDI)的纤维织物在盐酸中用钯的胶体溶液预处理后，再将镍在其表面上进行化学镀膜的方法。1990年12月12日公布的Lee的欧洲专利申请401，740披露了由PPD-T和添加物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)构成的几种纤维以及这类纤维的制备方法。本专利技术中实际使用的正是该申请公布的这类纤维。1990年1月25日公布的国际专利申请WO90/00634披露了一种聚合物的镀膜方法，其中金属阳离子先在非水溶液系统中以静电法固定在聚合物上然后还原成金属。本专利技术提供了一种在芳族聚酰胺表面镀以牢固附着的金属膜的方法。其中构成芳族酰胺表面的物质具有十分均匀的组成，其芳族聚酰胺的重量百分数为70～98，聚乙烯基吡咯烷酮的重量百分数为2～30。本专利技术的方法包括如下步骤a)将芳族聚酰胺结构表面与活化金属阳离子的水溶液接触，从而将活化金属阳离子附着在该芳族聚酰胺结构的表面上;b)清洗芳族聚酰胺结构表面以除去未附着的活化金属阳离子;c)将芳族聚酰胺表面浸没在待镀金属阳离子的水溶液中;d)向金属阳离子的水溶液中加入一种还原剂，从而将金属阳离子还原成金属并镀在芳族聚酰胺表面上。本专利技术包括了以上述方法得到的镀膜的芳族聚酰胺产品。该产品为如上所述的由芳族聚酰胺和PVP均匀结合的物件，其表面上具有一层牢固附着的金属镀层。具有耐用金属镀层的导电性芳族聚酰胺纤维已久为人需，特别是对那些高强度和高模量纤维的需求尤甚。芳族聚酰胺纤维，特别是对位芳族聚酰胺纤维，一直是难以镀上牢固附着的金属镀层的。一般讲来，对芳族聚酰胺纤维表面进行处理和预处理都是无效的。本专利技术提供了一种将芳族聚酰胺纤维进行化学镀的方法。用此法可得到具有持久强度和模量的镀膜纤维产品，其金属镀层具有高导电性和牢固的附着力。本专利技术中使用的纤维含有分散在整个纤维结构中的少量添加物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。据信在这类纤维的化学镀方法中PVP的存在有助于以某种方式提供金属的附着位置，能够改善镀膜附着力的原因目前尚不完全明了。所谓“芳族聚酰胺”是指结构中至少有85%的酰胺键(-CO-NH-)直接与两个芳族环相联的聚酰胺。适用的芳族聚酰胺纤维在W.Black等人所著的<Man-MadeFibers-ScienceandTechnology>一文(人造纤维-科学与技术)一书第二卷中第297页以“Fiber-FormingAromaticPolyamide”(成纤芳族聚酰胺)的小标题的一节中有所论述(国际科学出版社，1968)。芳族聚酰胺在下列美国专利中亦有所报导4，172，938;3，869，429;3，819，587;3，673，143;3，354，127和3，094，511。在芳族聚酰胺中可使用添加剂。业已发现高达10%(重量)的其他聚合物可以与芳族聚酰胺掺合，或者可以使用含有高达10%的代替芳族聚酰胺中的二胺的其他二胺的共聚物;或含有高达10%的代替芳族聚酰胺中的二酰氯的其它二酰氯的共聚物。对位芳族聚酰胺是本专利技术纤维的主要聚合物，聚对苯二甲酰对苯二胺(PPD-T)是优先选择的对位芳族聚酰胺。PPD-T是指由对苯二胺和对苯二酰氯进行等分子聚合所得到的均聚物，和由少量的其他二胺与对苯二胺混合，以及由少量的其他二酰氯和对苯二酰氯混合所得到的共聚物。一般说来，其他二胺和其他二酰氯的用量可高达占对苯二胺或对苯二酰氯的10%，或者稍高一点，其条件是其他二胺和二酰氯中不带有会干扰聚合反应的活性基团。PPD-T还可指由其他芳族二胺和其他芳族二酰氯(例如，2，6-萘二甲酰氯或氯代、二氯代对苯二酰氯)结合而成的共聚物，其条件是其他芳族二胺和芳族二酰氯的用量不至干扰制备各向异性的纺丝原液。PPD-T的制备可参见美国专利3，869，429，4，308，374和4，698，414。PVP为本专利技术的纤维的添加聚合物。所谓“PVP”是指由N-乙烯基-2-吡咯烷酮单体单元(可以包含或不包含少量共聚单体)线性聚合而形成的共聚物，这些少量共聚单体的浓度要低于一定值，以不至干扰PVP与PPD-T或PVP与金属阳离子的相互作用为限。业已知道几乎任何分子量的PVP都可用于实施本专利技术。从分子量小至约5000到大至约500，000的PVP都可使用，并对本专利技术带来某种益处。PVP的分子量以在约10，000到约40，000之间为优，最好是10，000到24，000。分子量小于5，000的PVP似乎不能与对位芳族聚酰胺产生强的结合作用因而很容易从纤维中萃取下来。对于最小的导电率水平，分子量大于约100，000的PVP将导致金属用量的增加，导致金属用量增加的原因尚不明了。用于本专利技术中的纤维可用1990年12月12日公布的欧洲专利申请401，740中提供的方法进行纺丝，其中酸溶剂、对位芳族聚酰胺和PVP的的经搅拌的各向异性的混合物被加热并挤压通过纺丝头，然后进入并通过一个非凝固层，再进入并通过一水溶液凝固浴。只使用PPD-T一种原料的工艺装置可参见1973年10月23日公布的美国专利3，767，756。本专利技术中所用的纤维可是纺丝原纤或经热处理的纤维。本专利技术中镀膜纤维的电性能可由纤维中PVP的用量加以控制或改变。如前所述，PVP的量可占PPD-T重量的2～30%(重量)。上述下限只是一实用限制，因为尽管任何含量的PVP之存在都使本专利技术获益，但PVP之含量小于2%(重量)时受益程度是难以确定的。上限代表了一个含量值，此时由于过多的PVP之存在会使纤维的某些质量性能开始受损。应该承认，PVP不是一种优良的，或甚至不是一种为人所注意的纤维制造材料;尽管它搀合在PPD-T中时会产生性能优越的纤维，并得到完全出人意外的改进效果，但PVP含量高到一定值时纤维的某些性能不为接受。据信，当PVP的量高于PPD-T的30%(重量)时，在制造过程中PVP就会不可逆地从纤维中沥滤到凝固浴中。对位芳族聚酰胺和PVP结合的纤维可用本专利技术的方法按如下一般工艺进行镀膜用适当的活化阳离子(最好是二价亚锡)制备水溶液活化浴。将欲镀膜的对芳族聚酰胺浸于该浴中，并加以搅拌以促进活化。将纤维从活化浴中取出并清洗，直至洗过的水中基本不含有活化离子为止。洗后并活化的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在芳族聚酰胺表面浸镀强附着金属镀层的方法，包括下列步骤：ａ）使一种芳族聚酰胺结构表面与一种活化金属阳离子的水溶液接触从而使活化金属阳离子附着于该芳族聚酰胺结构的表面上；ｂ）冲洗该芳族聚酰胺表面以除去未附着的活化金属阳离子；ｃ）将冲洗过的芳族聚酰胺表面浸没在待镀金属阳离子的水溶液中；和ｄ）在该金属阳离子水溶液中加入一种还原剂；从而使金属阳离子还原成金属并镀在芳族聚酰胺表面上，其中的改进包括：提供一种含有７０～９８％（重量）芳族聚酰胺和２～３０％（重量）聚乙烯基吡咯烷酮（ＰＶＰ）的组合物作为形成芳族聚酰胺表面的材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：RR伯奇，R古尔德，李圭昇，BR菲利普斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]