银催化铜镍复合镀金属化涤纶织物的制备

银催化铜镍复合镀金属化涤纶织物的制备

由于金属电离材料具有良好的耐荫性和高低频屏蔽性，越来越多的电子厂家积极发展，环保意识日益增强。目前,国内外已有化学镀铜、镀镍的研究,但这些研究大多是采用钯作为催化剂。由于钯的价格昂贵,直接影响着化学镀金属化织物的成本,因此提高金属化织物的抗静电性和电磁波屏蔽性、降低化学镀金属化织物的成本,已越来越为国内外的许多学者所重视。金属的导电性越好,其电磁波的屏蔽效果就越强。铜的导电率仅次于银,但化学镀铜织物在空气中容易氧化,从耐久性的角度考虑,镀镍更为实用。因此,采用银作催化剂的涤纶织物铜镍复合镀,不仅可大大降低催化剂的价格,而且还可以提高抗静电和电磁波屏蔽的效果,防止铜镀层的氧化,提高金属化织物的耐久性。1实验部分1.1化学品的影响织物:由杭州春光丝织厂生产的涤纶长丝平纹织物;化学药品:硝酸银(AR)、氢氧化钠(CP)、水合硫酸镍(AR)、水合硫酸铜(AR)、次磷酸二氢钠(AR)、氯化亚锡(AR)、络合剂、稳定剂等。1.2金属丝织材料的制备涤纶织物经脱脂退浆、碱减量处理、敏化后,在银催化的条件下,先施镀金属铜、再施镀金属镍,得到有铜镍复合镀层的金属化涤纶织物。1.3测试设备和方法1.3.1关于织物表面的形态试样表面真空喷镀金后,用S—570型扫描电镜观察。1.3.2织物表面电阻测量取5cm×5cm试样,用M890D/M890C数字式万用电表测量两端的电阻,取其两面的平均值,得织物表面电阻,并计算其质量比电阻ρm=R·m/S,式中R为织物表面电阻,m为织物质量,S为织物面积。1.3.3表面电阻的测定参照中华人民共和国纺织行业标准FZ/T60012—93,在往复式织物平磨仪上,以普通涤纶织物作磨料,进行耐磨性试验,测定织物表面电阻随摩擦次数的变化而变化的情况。1.3.4表面电阻测定参照中华人民共和国纺织行业标准FZ/T60014—93,将30cm×30cm试样装入涤纶绸缝制的耐久洗涤试样袋后,将袋口回折缝合,放入波轮式洗衣机内,加入陪试织物,按标准洗涤、烘干后,测量织物的表面电阻随洗涤次数变化而变化的情况。1.3.5织物拉伸强度的测定取38cm×38cm的试样,在Y501型强力仪上,测定织物的拉伸强力。1.3.6织物的通风性能在Y561型织物透气量仪上按标准测试。1.3.7纺织刚柔测试在LFY—22型滑块硬挺度仪上按标准测试织物的弯曲长度和弯曲刚度。1.3.8紫外光能谱u3000取试样在ESCALABMK-Ⅱ表面分析仪中测定光电子能谱。激发源为:Alkα,电压15kV。刻蚀条件为:真空2×10-6Pa,电压8kV,电流30μA,时间2min。2结果和讨论2.1织物碱减量的控制涤纶表面光滑,且分子中缺少极性基团,很难在纤维上直接施镀金属,必须经过碱减量处理,以提高其可湿润性,但碱减率不宜过大,否则会使织物强力损失过大而失去实用价值,通过实验和模糊数学综合评判后认为,织物的碱减率控制在16%左右为最佳。涤纶织物经碱减量粗化处理后,再经过敏化、活化处理,在银催化条件下,将处理后的织物放入铜施镀液中,铜离子在银的催化作用下,与镀液中的还原剂作用而沉积到织物的纤维表面上,然后再将其放入含镍镀液中。此时,镍离子在铜的催化作用下,在铜镀层上,形成镍镀层。因此,各过程中不同的工艺条件都将影响镀层的理化性能。经过实验优化,确定铜镍复合镀的工艺条件如表1、表2所示。2.2改性涤纶表面镍化从图1的SEM照片中,我们可以看出,铜镍复合镀各过程中织物中的纤维的表面形态发生着一系列的变化:未经处理的涤纶表面光滑(a),经过碱减量粗化处理后,在纤维表面形成了许多小的凹坑(b),作为金属层与纤维结合的“铆合点”,经过敏化、活化处理后,涤纶表层形成金属银的催化层(c),然后在纤维表面形成铜镀层(d),最后,在铜镀层上形成比铜镀层更致密光滑的镍镀层(e)。图2、图3分别为未处理的普通涤纶织物和铜镍复合镀后的涤纶织物的光电子能谱图,从图中可看出,铜镍复合镀后的涤纶纤维表面的成份主要为镍和铜,在结合能为131.2eV处,有一磷的2.3金属基导电织物的耐磨性能和耐洗性能铜镍复合镀金属化涤纶织物具有优良的导电性,如图4所示。从图4可见,铜镍复合镀的织物和镀铜织物的导电性能基本接近,它们的导电性与织物中的金属含量成正比,当织物中的金属含量达到4.8%以上时,织物的表面电阻均迅速下降,其质量比电阻在10-2Ω·g/cm,这主要是此时的织物表面已建立了基本连续的金属层,当金属含量达12.5%以上时,表面电阻下降趋缓,当含量为16%时,两者的表面电阻已趋一致。金属化镀铜和铜镍复合镀层织物的耐磨性能如图5,耐洗性能如图6所示,从图中可以看出,铜镍复合镀的织物显示出比镀铜织物优良的耐磨性与耐洗性,其无论是在摩擦400次后,还是在洗涤10次后,均显示了良好的导电性能,这既表明了铜镍复合镀的镀层的结合牢度良好,也表明了铜镍复合镀的金属化织物的稳定性能比纯镀铜的织物有了较大的提高。表3列出了不同织物的拉伸强度和透气性,不同织物的刚柔性数据如表4。从表中可知,涤纶织物经碱减量处理后,织物弯曲长度和弯曲刚度减小,即织物的柔软性、悬垂性增加,碱减量后的织物再经铜镍复合镀后,柔软性、悬垂性有所增加,这主要是由于金属在碱减量后织物的表面成膜所致。从而也使表3中铜镍复合镀后的织物的拉伸强力比碱减量后的织物有所提高,而透气量比白坯有所减少。但与白坯织物相比,其柔软性和悬垂性基本不变,显示了其良好的实用性。3金属化涤纶织物的导电整