Page 71 - 《精细化工》2022年第4期

第 4 期 于志省，等: PA6/PPS 基激光直接成型材料的制备与性能 ·707·

the coating and the substrate was high, the resistance was less than 1.0 Ω.
Key words: laser direct structuring; polyamide 6; polyphenylene sulfide; laser activation; selective plating;
functional materials

激光直接成型（LDS）技术是由德国 LPKF 激 PPS（0220A9），工业级，日本宝理公司；铜铬黑，
光电子股份有限公司于 1997 年开发的一种创新的 实验室自制 [22] ；LGF（ER13-2000-988A），工业级，
激光加工、镭射与化学镀制程的三维模塑互连器件 巨石集团公司；化学镀液（XD-BS），工业级，美国
（3D-MID）制备技术 [1-6] 。随后，深圳微航、Molex、 麦德美乐思公司；偶联剂（KH550）、氯化钠，AR，
Liard 等公司自主设计开发激光成型制造技术。原理 国药集团化学试剂有限公司；白油，工业级，南京
是利用数控激光直接把电路图案转移到塑料立体工 鸿瀚石油化工有限公司；抗氧剂（1010），工业级，
件表面，形成 3D-MID 结构，赋予塑料元件电气互 汽巴精化（中国）有限公司。
连、屏蔽、天线等功能 [5-7] 。该技术具有设计自由度 FB-20W 型激光镭射活化仪，昆山海奕激光科
高、集成化程度高、节约成本等特点，广泛应用于 技有限公司；EuroLab 16 同向双螺杆挤出机（螺杆
通讯电子、手机天线、汽车电子、计算机、机电设 直径：16 mm，长径比：40/1），美国 Thermo Fisher
备、医疗、航空等领域。 科技公司； M55 型注塑机，德国 Boy 公司；
近年来，研究者对 LDS 功能助剂 [8-13] 、聚合物 BPS-100CB 型恒温恒湿箱，上海一恒科技有限公司；
基体材料 [10,14-16] 、化学镀工艺等 [17-20] 进行了广泛的 TGA 2 型热失重分析仪（TGA），瑞士 Mettler Toledo
研究，并取得了较好的进展。目前，已实现商业化 公司；HDT-VICAT 型热变形测定仪（HDT）、RESIL
的用于 LDS 材料的基体树脂材料包括：丙烯腈/丁 6957 型摆锤冲击仪，意大利 Ceast 公司；3344 型材
二烯/苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚 料试验机，美国 Instron 公司；AXIO M2m 型光学显
对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、耐高温尼龙（PPA）、 微镜、Merlin 型场发射扫描电子显微镜（SEM），德
液晶聚合物（LCP）以及它们的纤维或矿物增强材 国 Zeiss 公司；VC97 型电子万用表，胜利仪器有限
料等。PA6 是一种综合性能优良的工程塑料，具有
公司；JD-YW60C 型盐雾老化试验箱，山东竞道光
高强、高模、耐腐蚀、自润滑等优点，但其耐热性
电科技有限公司。
差、易吸水的特性，导致制品尺寸和性能不稳定， 1.2 方法
而限制了其在 LDS 领域应用 [21] 。PPS 是一种耐高温、
1.2.1 LDS 材料的制备
耐化学稳定、高刚性、低吸水率、高尺寸稳定和阻
将 PA6（934 g）、PPS（466 g）分别于 80、100 ℃
燃的特种工程塑料，广泛应用于电子、石化、汽车、 下干燥处理后，与功能助剂铜铬黑（200 g）及其他
环保、制药、航空航天等领域 [22] 。PA6 与 PPS 是两
助剂偶联剂（10 g）、白油（60 g）、抗氧剂 1010（10 g）
种性能互补的工程材料，将二者进行有效复合，有
等混合均匀，导入挤出机喂料口中，LGF（320 g）
望提升 PA6 的耐热性、尺寸稳定性，并改善 PPS 的
由侧喂料口经双螺杆咬合导入挤出机中，进行熔融
熔融加工性能，从而拓宽 PA6 和 PPS 材料的应用范
捏合，挤出，造粒（加工温度 260~290 ℃，螺杆转
围，丰富 LDS 用途的基础树脂材料品类。目前，鲜
见有关 PA6/PPS 复合材料在 LDS 方面的应用研究 速 250 r/min），得到不同基材 LDS 材料。基础原材
报道。 料配比见表 1。经 85 ℃下干燥处理后，再用注塑机
本工作以 PA6、PPS 及其复合材料为基体，并 注塑制样（加工温度 270~300 ℃，模具温度 80 ℃），
采用长玻璃纤维（LGF）进行增强改性，采用双螺 置于恒温恒湿箱（温度 23 ℃，相对湿度 50%）中放
杆熔融挤出方法制备系列 LDS 材料 LDS-PA6、 置 48 h 后测试性能。
LDS-PPS、LDS-PA6/PPS 以及增强型 LDS 材料
LDS-PA6/PPS/LGF，考察了不同 LDS 材料的热学、 表 1 不同 LDS 材料的基材及配比
Table 1 Raw material and composition of different LDS materials
耐吸水性和力学性质，评价材料与激光活化工艺及
化学镀层可靠性之间的关联规律，为进一步深化 材料 质量分数/%
LDS 材料应用技术开发提供理论支持。 PPS PA6 LGF
LDS-PA6 0 100 0
1 实验部分 LDS-PPS 100 0 0

LDS-PA6/PPS 33 67 0
1.1 试剂与仪器
LDS-PA6/PPS/LGF 28 56 16
PA6（BL40H），工业级，中国石化巴陵分公司；