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金属有机复合材料具有优异的电学、热学、力学性能而被广泛研究,其中在高分子微球表面修饰一层金属,制备出核壳结构的导电微球,密度比金属小,能够均匀分散在树脂中,显著提高树脂的电导率,是制备导电胶的理想填料。利用颗粒物在树脂中受到电场力作用下可以定向排列的启发,在制备导电胶的过程中先在电场中对微球进行有序组装,可以减少微球的使用量,并且微球定向排列提高了树脂的介电常数和导热系数。本文分为三个章节,分别探究了聚苯乙烯(PS)表面镀镍(Ni)和银(Ag)的工艺条件,以及一种典型的酸性镀镍废液回收处理工艺,并对镀镍聚苯乙烯微球在电场作用下在环氧树脂中取向排列的胶膜性能进行了研究解释。(1)镀镍聚苯乙烯(Ni@PS)微球的制备:首先采用分散聚合的方法合成了一批粒径在3.7μm左右的聚苯乙烯微球,通过最优除油、粗化、敏化、活化等前处理步骤,使用次磷酸钠作为还原剂和硫酸镍为主盐的镀液体系制备了Ni@PS微球,玻璃化转变温度为110 ~oC。热分解温度在400~460 ~oC,并且镀镍层质量占Ni@PS微球总质量50%左右,根据XPS和XRD判断Ni@PS微球表面有10%左右被氧化。得出最优化学镀镍条件为反应温度75 ~oC,时间10小时,镀液浓度为0.1 M,选择酸性镀液(pH=3~5)体系。合成的镀镍微球导电性能最好,电导率为1.22 S/mm。(2)镀银聚苯乙烯(Ag@PS)微球的制备:使用3.7μm左右单分散PS微球作为基底,经过优化后的前处理步骤,使用不同的还原剂和银氨溶液的镀液体系制备了Ag@PS微球,葡萄糖作为还原剂时微球表面镀Ag层均匀且没有太多Ag颗粒产生,制备的Ag@PS微球导电性能优异。Ag@PS微球表面Ag质量分数会随着浓度增加而增大,当银氨溶液浓度为0.5 M时Ag的质量分数可达到65%。研究了在不同温度、时间和主盐浓度条件下镀银微球的电导率性能,同时考虑成本等因素,得出最优镀银条件为温度65 ~oC、时间2 h、浓度0.2 M,制备的Ag@PS微球电导率为231.5 S/mm。(3)Ni@PS微球在环氧树脂中取向排列:首先研究了不同导电微球添加量和环氧树脂固化条件对各向异性导电胶(ACF)性能影响,得到了最优配方为导电微球添加量为35%,固化温度为70 ~oC,固化时间为6 h,制备的ACF电导率为0.89 S/mm,剥离强度为1.32 N/mm。Ni@PS微球添加到用烯丙基缩水甘油醚稀释过的双酚A环氧树脂基体中,使用超声和搅拌的方式使其分散均匀。外加电场使用不同频率、电压、时间和温度来进行取向排列,同时镀镍微球的添加量和稀释剂的用量对电场排列的影响进行研究,最终确定电场排列最优条件导电微球添加量为0.3%,电场强度为6×10~5 V/m,频率为100 Hz,时间为30 min,制备的胶膜电导率为1.05 S/mm,介电常数为7.89,导热系数为42 W/(m·K)。