銀催化銅鎳復(fù)合鍍金屬化滌綸織物的制備

銀催化銅鎳復(fù)合鍍金屬化滌綸織物的制備

由于金屬電離材料具有良好的耐蔭性和高低頻屏蔽性，越來越多的電子廠家積極發(fā)展，環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)。目前,國(guó)內(nèi)外已有化學(xué)鍍銅、鍍鎳的研究,但這些研究大多是采用鈀作為催化劑。由于鈀的價(jià)格昂貴,直接影響著化學(xué)鍍金屬化織物的成本,因此提高金屬化織物的抗靜電性和電磁波屏蔽性、降低化學(xué)鍍金屬化織物的成本,已越來越為國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者所重視。金屬的導(dǎo)電性越好,其電磁波的屏蔽效果就越強(qiáng)。銅的導(dǎo)電率僅次于銀,但化學(xué)鍍銅織物在空氣中容易氧化,從耐久性的角度考慮,鍍鎳更為實(shí)用。因此,采用銀作催化劑的滌綸織物銅鎳復(fù)合鍍,不僅可大大降低催化劑的價(jià)格,而且還可以提高抗靜電和電磁波屏蔽的效果,防止銅鍍層的氧化,提高金屬化織物的耐久性。1實(shí)驗(yàn)部分1.1化學(xué)品的影響織物:由杭州春光絲織廠生產(chǎn)的滌綸長(zhǎng)絲平紋織物;化學(xué)藥品:硝酸銀(AR)、氫氧化鈉(CP)、水合硫酸鎳(AR)、水合硫酸銅(AR)、次磷酸二氫鈉(AR)、氯化亞錫(AR)、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑等。1.2金屬絲織材料的制備滌綸織物經(jīng)脫脂退漿、堿減量處理、敏化后,在銀催化的條件下,先施鍍金屬銅、再施鍍金屬鎳,得到有銅鎳復(fù)合鍍層的金屬化滌綸織物。1.3測(cè)試設(shè)備和方法1.3.1關(guān)于織物表面的形態(tài)試樣表面真空噴鍍金后,用S—570型掃描電鏡觀察。1.3.2織物表面電阻測(cè)量取5cm×5cm試樣,用M890D/M890C數(shù)字式萬用電表測(cè)量?jī)啥说碾娮?取其兩面的平均值,得織物表面電阻,并計(jì)算其質(zhì)量比電阻ρm=R·m/S,式中R為織物表面電阻,m為織物質(zhì)量,S為織物面積。1.3.3表面電阻的測(cè)定參照中華人民共和國(guó)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T60012—93,在往復(fù)式織物平磨儀上,以普通滌綸織物作磨料,進(jìn)行耐磨性試驗(yàn),測(cè)定織物表面電阻隨摩擦次數(shù)的變化而變化的情況。1.3.4表面電阻測(cè)定參照中華人民共和國(guó)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T60014—93,將30cm×30cm試樣裝入滌綸綢縫制的耐久洗滌試樣袋后,將袋口回折縫合,放入波輪式洗衣機(jī)內(nèi),加入陪試織物,按標(biāo)準(zhǔn)洗滌、烘干后,測(cè)量織物的表面電阻隨洗滌次數(shù)變化而變化的情況。1.3.5織物拉伸強(qiáng)度的測(cè)定取38cm×38cm的試樣,在Y501型強(qiáng)力儀上,測(cè)定織物的拉伸強(qiáng)力。1.3.6織物的通風(fēng)性能在Y561型織物透氣量?jī)x上按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。1.3.7紡織剛?cè)釡y(cè)試在LFY—22型滑塊硬挺度儀上按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試織物的彎曲長(zhǎng)度和彎曲剛度。1.3.8紫外光能譜u3000取試樣在ESCALABMK-Ⅱ表面分析儀中測(cè)定光電子能譜。激發(fā)源為:Alkα,電壓15kV?？涛g條件為:真空2×10-6Pa,電壓8kV,電流30μA,時(shí)間2min。2結(jié)果和討論2.1織物堿減量的控制滌綸表面光滑,且分子中缺少極性基團(tuán),很難在纖維上直接施鍍金屬,必須經(jīng)過堿減量處理,以提高其可濕潤(rùn)性,但堿減率不宜過大,否則會(huì)使織物強(qiáng)力損失過大而失去實(shí)用價(jià)值,通過實(shí)驗(yàn)和模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判后認(rèn)為,織物的堿減率控制在16%左右為最佳。滌綸織物經(jīng)堿減量粗化處理后,再經(jīng)過敏化、活化處理,在銀催化條件下,將處理后的織物放入銅施鍍液中,銅離子在銀的催化作用下,與鍍液中的還原劑作用而沉積到織物的纖維表面上,然后再將其放入含鎳鍍液中。此時(shí),鎳離子在銅的催化作用下,在銅鍍層上,形成鎳鍍層。因此,各過程中不同的工藝條件都將影響鍍層的理化性能。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,確定銅鎳復(fù)合鍍的工藝條件如表1、表2所示。2.2改性滌綸表面鎳化從圖1的SEM照片中,我們可以看出,銅鎳復(fù)合鍍各過程中織物中的纖維的表面形態(tài)發(fā)生著一系列的變化:未經(jīng)處理的滌綸表面光滑(a),經(jīng)過堿減量粗化處理后,在纖維表面形成了許多小的凹坑(b),作為金屬層與纖維結(jié)合的“鉚合點(diǎn)”,經(jīng)過敏化、活化處理后,滌綸表層形成金屬銀的催化層(c),然后在纖維表面形成銅鍍層(d),最后,在銅鍍層上形成比銅鍍層更致密光滑的鎳鍍層(e)。圖2、圖3分別為未處理的普通滌綸織物和銅鎳復(fù)合鍍后的滌綸織物的光電子能譜圖,從圖中可看出,銅鎳復(fù)合鍍后的滌綸纖維表面的成份主要為鎳和銅,在結(jié)合能為131.2eV處,有一磷的2.3金屬基導(dǎo)電織物的耐磨性能和耐洗性能銅鎳復(fù)合鍍金屬化滌綸織物具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,如圖4所示。從圖4可見,銅鎳復(fù)合鍍的織物和鍍銅織物的導(dǎo)電性能基本接近,它們的導(dǎo)電性與織物中的金屬含量成正比,當(dāng)織物中的金屬含量達(dá)到4.8%以上時(shí),織物的表面電阻均迅速下降,其質(zhì)量比電阻在10-2Ω·g/cm,這主要是此時(shí)的織物表面已建立了基本連續(xù)的金屬層,當(dāng)金屬含量達(dá)12.5%以上時(shí),表面電阻下降趨緩,當(dāng)含量為16%時(shí),兩者的表面電阻已趨一致。金屬化鍍銅和銅鎳復(fù)合鍍層織物的耐磨性能如圖5,耐洗性能如圖6所示,從圖中可以看出,銅鎳復(fù)合鍍的織物顯示出比鍍銅織物優(yōu)良的耐磨性與耐洗性,其無論是在摩擦400次后,還是在洗滌10次后,均顯示了良好的導(dǎo)電性能,這既表明了銅鎳復(fù)合鍍的鍍層的結(jié)合牢度良好,也表明了銅鎳復(fù)合鍍的金屬化織物的穩(wěn)定性能比純鍍銅的織物有了較大的提高。表3列出了不同織物的拉伸強(qiáng)度和透氣性,不同織物的剛?cè)嵝詳?shù)據(jù)如表4。從表中可知,滌綸織物經(jīng)堿減量處理后,織物彎曲長(zhǎng)度和彎曲剛度減小,即織物的柔軟性、懸垂性增加,堿減量后的織物再經(jīng)銅鎳復(fù)合鍍后,柔軟性、懸垂性有所增加,這主要是由于金屬在堿減量后織物的表面成膜所致。從而也使表3中銅鎳復(fù)合鍍后的織物的拉伸強(qiáng)力比堿減量后的織物有所提高,而透氣量比白坯有所減少。但與白坯織物相比,其柔軟性和懸垂性基本不變,顯示了其良好的實(shí)用性。3金屬化滌綸織物的導(dǎo)電整