鍍銅滌綸織物的制備及性能研究

鍍銅滌綸織物的制備及性能研究

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化，電子產(chǎn)品的數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致輻射和靜電的現(xiàn)象也在逐漸增加。因此，人們對(duì)紡織品的抗靜電水平和電磁屏蔽要求也愈來(lái)愈高。通過(guò)化學(xué)鍍的方法，可以在織物表面形成一層均勻的金屬層，賦予織物抗靜電、紅外隱身及電磁屏蔽的性能化學(xué)鍍由于鍍層本身具有獨(dú)特的優(yōu)良性能，且工藝與其他表面處理技術(shù)相比，不需要外加電源，操作簡(jiǎn)便、鍍層均勻、孔隙率低和外觀良好，在織物整理中得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用鍍銅織物具有抗靜電、紅外隱身及電磁屏蔽的性能，適用于醫(yī)療衛(wèi)生和電子領(lǐng)域等。本文通過(guò)對(duì)不同濃度所得到的鍍銅滌綸織物進(jìn)行性能分析，為鍍銅滌綸織物的應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)，具有較大的實(shí)用價(jià)值和意義。1測(cè)試1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料為雙面軋光滌綸織物。1.2試劑及儀器試劑：丙酮，無(wú)水乙醇，氫氧化鈉，硝酸銀、氯化亞錫（天津市大茂化學(xué)試劑廠），稀鹽酸，硝酸銅、酒石酸、甲醛（天津市永大化學(xué)試劑有限公司），試劑均為分析純，試驗(yàn)所用水均為去離子水。1.3儀器、設(shè)備和測(cè)試設(shè)備101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司），KH5200B型超聲波清洗器（昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司），M-3型手持式四針探測(cè)儀（蘇州晶格電子有限公司），F(xiàn)lukeTis10型紅外熱像儀（美國(guó)福祿克公司），TM3000型桌上顯微鏡（日本株式會(huì)社日立高新技術(shù)），PNA3621網(wǎng)絡(luò)分析儀（南京普納科技設(shè)備有限公司）。1.4織物的性能測(cè)試除油：將織物放入丙酮溶液超聲處理（15min）→無(wú)水乙醇溶液超聲處理（10min）→去離子水沖洗。粗化：將織物放入100.0mL的200g/L氫氧化鈉溶液中，65℃磁力攪拌30min。敏化：將0.6g的氯化亞錫溶于50mL的15mL/L稀鹽酸中，將織物放入溶液中室溫磁力攪拌20min。活化：將織物放入30.0mL的5g/L硝酸銀溶液中，室溫磁力攪拌20min。化學(xué)鍍：將0.3、0.6、0.9、1.2、1.5g的硝酸銅、2.4g酒石酸和1.2mL的甲醛溶液分別溶解于蒸餾水中配制60.0mL不同濃度的化學(xué)鍍液，將活化后織物放入鍍液中，靜置24h，完成化學(xué)鍍。1.5性能試驗(yàn)1.5.1微觀形態(tài)利用TM3000型桌上顯微鏡（SEM）觀察纖維微觀形貌，得到鍍銅纖維1000倍的微觀形貌。1.5.2電能耗利用M-3型手持式四針探測(cè)儀測(cè)量鍍層織物表面的方塊電阻，每塊織物測(cè)量5次，取得平均值，得到該鍍銅滌綸織物的電阻值，分析其導(dǎo)電性能。1.5.3紅外屏蔽性能利用FlukeTis10型紅外熱像儀對(duì)鍍層滌綸纖維進(jìn)行紅外屏蔽性能測(cè)試，測(cè)定發(fā)射率。1.5.4磁體保護(hù)性能利用PNA3621網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)織物進(jìn)行電磁屏蔽分析，得到電磁屏蔽效果圖，分析得到鍍銅滌綸纖維的電磁屏蔽效果。2結(jié)果與討論2.1銅離子的濃度掃描電子顯微鏡是材料研究中一個(gè)很重要的儀器，通過(guò)它可以深入了解材料的表面微觀形貌。鍍銅滌綸織物在1000倍下纖維的微觀形貌，如圖1所示。由圖1中可知，粗化過(guò)程中，織物表面出現(xiàn)大小不等的凹坑，化學(xué)鍍液中銅離子的濃度升高，織物表面上所吸附的銅離子濃度也再增加。5g/L的鍍銅織物表面的銅離子濃度遠(yuǎn)低于25g/L鍍銅織物銅離子數(shù)目。由于粗化過(guò)程中，織物表面出現(xiàn)的凹坑數(shù)目有限，吸附的銅離子數(shù)目也有限，因此鍍液濃度達(dá)到25g/L時(shí)，織物表面上附著一層牢度較低的銅離子，通過(guò)水洗或摩擦之后就會(huì)脫落。2.2鍍銅溶液濃度對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響通過(guò)對(duì)鍍銅織物進(jìn)行導(dǎo)電性能測(cè)定，獲得鍍銅纖維的方塊電阻值，如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)鍍銅溶液濃度小于20g/L時(shí)，隨著鍍銅溶液濃度的增加，織物的方塊電阻值越低，導(dǎo)電性能越好。當(dāng)鍍銅溶液濃度大于20g/L時(shí)，織物的方塊電阻值變化不大，并逐漸趨于穩(wěn)定，這是由于在粗化過(guò)程中，織物表面出現(xiàn)的凹槽數(shù)量有限，即使繼續(xù)增加鍍液濃度，水洗之后織物表面的銅離子濃度依舊保持不變，鍍銅纖維導(dǎo)電性能也不再改善。鍍液濃度為20g/L時(shí)所得到的鍍銅織物方塊電阻值可達(dá)到64.44mΩ/cm2.3金屬離子濃度對(duì)鍍銅纖維發(fā)射率的影響通過(guò)對(duì)鍍銅織物進(jìn)行紅外屏蔽性能測(cè)定，獲得鍍銅織物的紅外成像圖，如圖3所示。由圖3可知紅外成像圖中鍍銅纖維織物、環(huán)境及體表的溫度，數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。由表1可知，當(dāng)鍍液濃度增加時(shí)，織物樣品溫度與體表溫度相差越大，與環(huán)境溫度越接近，鍍銅纖維的紅外屏蔽效果越好。通過(guò)測(cè)量，獲得各濃度鍍銅纖維在160℃時(shí)的發(fā)射率，如圖4所示。由圖4可知，隨著纖維表面所附著的金屬離子濃度不斷增加，纖維表面的光滑程度提高，鍍銅纖維的紅外效果也隨之提高，發(fā)射率逐漸降低，所以當(dāng)鍍液濃度在15g/L以下時(shí)，鍍銅織物的發(fā)射率降低明顯；當(dāng)濃度在20g/L以上時(shí)，纖維表面吸附的離子濃度和光滑程度變化不大，發(fā)射率略有下降但變化不明顯，最終穩(wěn)定在0.32附近。說(shuō)明鍍銅織物的紅外隱身效果性能較優(yōu)異，可以達(dá)到一定的紅外隱身效果。2.4實(shí)線代表插損值變化情況選擇20g/L的鍍銅織物進(jìn)行電磁屏蔽性能檢測(cè)，獲得電磁屏蔽效果圖，實(shí)線代表插損值變化情況，虛線代表相位，如圖5所示。由圖5可知，該鍍銅織物的插損在-40～30db，電磁信號(hào)減弱，該鍍銅織物具有一定的電磁屏蔽性能，可用于日常生活中手機(jī)、衛(wèi)星通信、GPS等設(shè)備輻射的防護(hù)。