臭氧处理接枝改性PET薄膜化学镀铜的研究Word格式.docx
《臭氧处理接枝改性PET薄膜化学镀铜的研究Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《臭氧处理接枝改性PET薄膜化学镀铜的研究Word格式.docx（74页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
UDC：
密级：
学号：
2111006051
指导教师姓名、职称：
潘湛昌教授
学科（专业）或领域名称：
应用化学
学生所属学院：
轻工化工学院
论文答辩日期：
2013年5月
ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster
（MasterofEngineeringScience）
Studyonelectrolesscopperplatingofozone-treatedandgraftedPETfilms
MasterCandidate：
ChengGuo
Supervisor：
Prof.PanZhanchang
May2013
SchoolofChemicalEngineeringandLightIndustry
GuangdongUniversityofTechnology
Guangzhou,Guangdong,P.R.China,510006
摘要
本论文主要是对PET薄膜进行臭氧处理，然后再接枝以获得较好的亲水性和吸附活性，从而使化学镀铜反应顺利进行。
本论文的研究主要有三个部分，第一部分是PET薄膜的臭氧处理；
第二部分是PET薄膜的改性，包括液相光接枝改性和液相热接枝改性；
第三部分是臭氧处理并经过接枝改性PET薄膜的化学镀铜。
PET薄膜的臭氧处理以水作为载体，将PET薄膜完全浸泡在其中，讨论了臭氧气流量和处理时间和处理温度对PET薄膜处理效果的影响，并得出了三者的最佳值。
液相光接枝以丙烯酰胺作为接枝单体，硝酸铈铵为引发剂，讨论了单体浓度、引发剂浓度和接枝时间对液相光接枝的影响，并得出了上述三个因素的最佳值。
在最佳值的条件下，所获得的最大接枝率约为2.3%。
热接枝也以丙烯酰胺为接枝单体，过硫酸钾为引发剂，讨论了丙烯酰胺浓度、引发剂浓度、温度和接枝时间对热接枝的影响，确定了上述四个因素的最佳值。
在最佳值的条件下，所获得的最大接枝率约为3.9%。
通过对比液相光接枝和热接枝，发现热接枝可以获得更大的接枝率，相关的数据、红外光谱和X射线衍射以及扫描电镜均证明了这一点。
通过对比光接枝和热接枝PET薄膜在化学镀铜的特点，发现热接枝PET薄膜可以实现孔内和双面镀铜，而光接枝PET薄膜很难实现。
而且热接枝PET薄膜在起镀时间和镀铜均匀性上表现更好。
为了提高化学镀铜的质量，研究了亚铁氰化钾，聚乙二醇-12000和2,2’-联吡啶对化学镀铜质量的影响，发现三者的最佳值分别为4mg/L、60mg/L和15mg/L。
在上述条件下，所制得的化学镀铜光泽度好，镀铜纯净致密，颗粒细小，结合力表面电阻和厚度均达到要求，可以用来生产挠性电路板。
关键词：
化学镀铜，接枝改性，PET薄膜，臭氧，丙烯酰胺
Abstract
OzonetreatmentandgraftingofPETfilmtoachievegoodactivitywhichmakesthereactionofelectrolesscooperplatingtakesplacesmoothlyisthemainpurposeofthepaper.Thispaperismadeofthreeparts.ThefirstpartistheozonetreatmentofPETfilm;
thesecondpartisthegraftingandmodificationofPETfilm,whichincludesphotograftingandthermalgrafting;
thelastpartistheelectrolesscooperplatingofozone-treatedandmodifiedPETfilm.
TheozonetreatmentofPETtookplaceinthewater.Theeffectofozonegasflow,timeandtemperatureontheperformanceofPETfilmwasdiscussed.
Inthephotograftingreaction,arcylamidewasselectedasmonomer;
cericammoniumnitratewaschosenasinitiator.effectofconcentrationofmonomer，initiatorandreactiontimeonthegraftingofPETwasdiscussed，Inthethermalgraftingreaction，arcylamidewasusedasmonomer;
potassiumperoxodisulfatewasusedasinitiator.Effectofconcentrationofmonomer，initiator，andtemperatureandreactiontimeonthegraftingofPETwasdiscussed.
Comparedthephotograftingreactionwiththermalgraftingreaction，alargergraftingdegreecanbeachievedbythelater，whichwasalsoprovedbyIRspectra,XRDandSEM.
ComparedthedifferenceofphotograftedPETfilmwiththermalgraftedPETfilminelectrolesscooperplating，double-faceandholeelectrolesscooperplatingiseasyforthelaterbuthardfortheformer.Moreover，thelaterdoeswellinthetimeofstartingelectrolesscooperplatingandtheuniformityofcooperplating.
Inordertoimprovethequalityofelectrolesscooperplating，theeffectofpotassiumferrocyanide，PEG-12000and2,2’-bipyridineonqualityofelectrolesscooperplatingwasstudiedandtheoptimumvaluewas4mg/L,60mg/Land15mg/Lrespectively.Intheconditionabove，theelectrolesscooperplatingwascompact,smallandpurewithagoodglossiness,adhesive,thicknessandsurfaceresistancewereuptothemustard,beingabletobeappliedtoproduceFCB.
Keywords：
PETfilm,electrolesscopperplating，ozone，graftingandmodificationarcylamide
Contents
第一章绪论
PET是Poly（ethyleneterephthalate）的缩写，中文名称是聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称聚酯。
聚酯起源于1941年，当时以对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料，由英国人J.R.Whenfield和J.T.Dikson通过缩聚反应制得。
它与PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）一起统称为热塑性聚酯，或者是饱和聚酯[1]。
PET的结构式如下：
图1-1PET的结构式
Figure1-1StructuralformulaofPET
PET薄膜是一种乳白色的聚合物，表面光滑而有光泽，无毒。
密度是1.33～1.38g/cm3，玻璃化温度69℃，软化范围230～240℃，熔点255～260℃，具有良好的成纤性、力学性能、耐磨性、抗蠕变性、低吸水性以及电绝缘性能。
在100℃时，PET薄膜能长期使用；
在150℃时，能短期使用。
PET不耐强碱和热水浸泡，但是耐弱酸和有机溶剂，而且能隔阻一般的气体和水蒸气。
由于其受温度影响小，具有较好的耐气候性[1]。
PET的用途很广泛，在机械电子和电气行业都有很多应用，用于各种零件、外壳骨架，包装材料和一些产品的基材[1]。
由于PET薄膜基材含有极少的亲水性基团（羟基，羧基等），表面能很低，因此它的亲水性能很弱，印染和粘结性等也比较差，对它的应用范围产生了一定的限制[3]。
为了克服这个缺点，通常需要对PET薄膜进行各种表面处理[2]。
1.1PET膜的表面处理
PET薄膜的表面处理方法主要有物理方法和化学方法。
如下图所示：
图1-2PET薄膜的表面处理方法
Figure1-2SurfaceprocessingmethodofPETfilm
PET大分子链结构规整，结晶度较高，且分子中几乎没有什么强极性集团，故其表面亲和能较差，因此很大程度上影响了PET材料的表面亲水性、印刷性、染色性以及血液相容性等性能。
通过共聚或者共混的方法可以改变PET的表面性能，但是上述方法会对PET表面的改性效果不够明显，同时会带来基体性能劣化，从而影响PET产品的其他应用性能。
通过上述表面处理方法能够改善PET薄膜的表面性能，使其具有更广的应用范围[3]。
1.1.1机械磨蚀
采用机械的手段对材料进行打磨并使材料的表面发生微观的形态变化的过程称为机械磨蚀。
喷砂和机械抛光是目前最常见的机械磨蚀方法。
喷砂是以压缩空气为动力，利用其高速喷射束将石英砂、金刚砂和铜矿砂等喷料高速地喷射到待处理的工件表面。
使工件表面的外表或者形状发生一定的变化。
机械抛光则是利用高速的抛光轮对工件表面进行切削和打磨。
以上的两种方法均可处理PET薄膜，由于处理过程中产生的冲击和切削作用，可以使PET薄膜表面获得一定的清洁度和不太均匀的粗糙度。
由于表面积的增大，使得PET薄膜与涂层之间的附着力也得到了提高。
1.1.2化学蚀刻
化学蚀刻就是利用一定的化学试剂和材料表面发生化学反应，使材料表面发生腐蚀的过程。
化学蚀刻所涉及的试剂通常都是强酸（浓硫酸，盐酸和硝酸等以及它们的混合物等）、强碱（氢氧化钠和氢氧化钾等）和强氧化性物质（高锰酸钾和重铬酸钾等）。
对于高分子基体而言，化学蚀刻不仅能起到表面粗化的作用，还可以带来诸于羟基、羰基和羧基等活性官能团。
S.L.Favaro[4]等人研究了在酸性介质中，高锰酸钾溶液（KMnO4/HCl）对PET薄膜的
升级会员 