电解精炼铜是实现铜纯化的有效手段。在电解精炼铜设备中阴极基板多为工业纯钛,其价格昂贵,而且在电解过程中会不断损耗,同时剥离过程也需要专用的设备。本文探索将工程塑ABS(料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)与多壁碳纳米管(MWNTs)经双螺杆共混制备导电3D打印材料,借助3D打印技术便捷制备实验室铜电解槽及基板,采用纳米导电复合材料基板代替纯钛,研究了MWNTs/ABS导电基板铜的电沉积过程及电解铜形貌。
ABS颗粒制备导电复合材料时,随着MWNTs含量增加复合材料的导电性、拉伸强度、硬度、储能模量、损失模量、玻璃转化温度不断提高,复合材料的热稳定性未受到明显影响,但是韧性以及熔体流速下降;复合材料的导电性随双螺杆共混次数增加而提高。
掺混型ABS的拉伸强度、弯曲强度随着ABS高胶粉含量增加而减小,冲击强度不断提高,当ABS高胶粉∶SAN树脂为25∶75时制备的掺混型ABS性能最接近通用级别ABS。掺混型MWNTs/ABS复合材料的导电性、拉伸强度、硬度、储能模量、损失模量、玻璃转化温度随着MWNTs含量的增加不断提高,但是冲击强度以及熔体流速变小,复合材料变脆,而且当添加量超过5%之后复合材料的热稳定性下降。
SBS添加到复合材料中后,复合材料的韧性以及热稳定性得到了一定程度的提高,但导电性、拉伸强度、弯曲强度储能模量、损失模量随着添加量的增加而降低,MWNTs在ABS中的分散性变差。
在优化条件下,制备出符合FDM型3D打印使用要求的导电功能(直径1.75mm)打印耗材,并且直接打印制备出实验室铜电解槽及导电复合材料基板。
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