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l前言
隨著手機(jī)、微機(jī)及微波爐等家用電器的普及，電磁輻射的危害也日益突出。人體長(zhǎng)期暴露在電磁輻射環(huán)境中，神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等都會(huì)受到不同程度的傷害。為保護(hù)人體不受或盡量減少電磁輻射的危害，可對(duì)電磁輻射源進(jìn)行屏蔽，減少其輻射量。
此外，紡織品的靜電現(xiàn)象不僅對(duì)人體有害，給生產(chǎn)生活帶來(lái)隱患，同時(shí)靜電放電還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。會(huì)對(duì)高度集成化、高速化和數(shù)字化的電氣設(shè)備的精度、靈敏度產(chǎn)生干擾而使其出現(xiàn)異常。
而經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍處理過(guò)的紡織品具有良好的電磁屏蔽效果和抗靜電效果，可以廣泛地應(yīng)用于電子通訊、軍事以及日常生活的電磁污染防治。
化學(xué)鍍是一種在無(wú)外加電流的情況下，利用還原劑在具有催化活性的金屬表面的氧化還原反應(yīng)而沉積出金屬鍍層的方法。
本文研究化學(xué)鍍后滌綸織物導(dǎo)電性能和強(qiáng)度的變化情況。
2實(shí)驗(yàn)與測(cè)試 ’
2.1實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備
實(shí)驗(yàn)材料：滌綸織物。
實(shí)驗(yàn)儀器：pHS225型精密酸度計(jì)、MEITIERTOLEDO AL104型分析天平、電磁攪拌器、Prodigy型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、日本電子JSM -5600 LV掃描電子顯微鏡、南京R235型DMR - 1C型方阻儀、上海DGG - 9070B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、溫州YG( B) 342D型織物感應(yīng)式靜電測(cè)定儀、南通HD026N型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)、NL - 47型電子撕破強(qiáng)力測(cè)試儀等。
2.2工藝過(guò)程
清水洗一除油一清水洗一堿減量一清水洗一敏化一蒸餾水洗一活化一蒸餾水洗一晾干一化學(xué)鍍鎳一測(cè)試。
2.3工藝條件
2.3.1 除油
在滌綸織物的加工及處理過(guò)程中，織物上難免沾上油跡，通過(guò)除油有利于后續(xù)處理的順利進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)條件為：
氫氧化鈉：25g/L;
碳酸鈉：30g/L;
溫度：45℃- 55℃;
時(shí)間：15min[lJ。
2.3.2堿減量
堿減量處理，使滌綸纖維表面粗化，為敏化做基礎(chǔ)。堿減量實(shí)驗(yàn)條件為：
氫氧化鈉：140g/L;
JFC:0.5g/L;
溫度：95℃;
時(shí)間：20min。
2.3.3敏化
纖維表面吸附一層液膜，在其后清洗時(shí)，由于pH值升高，亞錫鹽水解生成微溶于水的亞錫鹽凝膠狀物均勻地沉積在滌綸表面上。此沉積物做為還原劑在活化處理時(shí)把活化劑中的貴金屬還原成金屬。
敏化條件為：
氯化亞錫：20g/L;
濃鹽酸：lOOmL/L;
溫度：室溫;
時(shí)間：2min - 5min。
2.3.4活化
將敏化過(guò)的織物經(jīng)去離子水洗凈后浸入活化液中(水洗目的防止活化液報(bào)廢)，亞錫鹽凝膠把活化液中的貴金屬離子還原成單質(zhì)，該金屬微粒緊緊附著在纖維表面上，可作為化學(xué)鍍的催化劑。這些催化活性金屬微粒是化學(xué)鍍的結(jié)晶中心。活化條件為：
鹽酸：lOmL/L;
氯化鈀：O.lg/L;
溫度：室溫;
時(shí)間：3min - 5min。
活化后用蒸餾水淋洗，防止結(jié)合不牢固的氯化鈀溶液帶入化學(xué)鍍液，引起鍍液報(bào)廢。
2.3.5化學(xué)鍍
硫酸鎳：28g/L;
次磷酸鈉：20g/L;
丁二酸：12g/L;
乳酸：10g/L;
乙酸鉛：0.003g/L;
pH值(用氫氧化鈉調(diào)節(jié))：5.4;
溫度：85℃±20C c2，3]。
2.4檢測(cè)
2.4.1鍍層厚度
在光學(xué)顯微鏡下，測(cè)量化學(xué)鍍前后纖維直徑，計(jì)算化學(xué)鍍層厚度。
2.4.2鎳含量測(cè)試
將化學(xué)鍍后織物用硝酸(1：1)消減，用Prodigy型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)試鍍層鎳磷含量
比。
3結(jié)果與分析
3.1原理分析
3.1.1預(yù)處理
織物的預(yù)處理包括化學(xué)除油和化學(xué)粗化。織物進(jìn)行化學(xué)鍍以前，由于其表面存在油污及其它雜質(zhì)，影響到鍍層的結(jié)合力，所以必須進(jìn)行化學(xué)除油，然后進(jìn)行粗化處理。
堿減量處理的實(shí)質(zhì)是一種腐蝕作用.纖維表面經(jīng)過(guò)腐蝕，變得微觀粗糙，這樣就增大了鍍件與鍍層的接觸面積，更便于鍍件表面活性中心的沉積，面產(chǎn)生鎖形凹槽并形成多孔性結(jié)構(gòu)，活化中心Sn2+駐留在微孔中，從而能形成牢固的化學(xué)鍍層。堿減量不足或粗化過(guò)度都會(huì)使鍍層的結(jié)合力下降。
3.1.2敏化及活化
織物在進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)，其表面必須具有催化活性中心，這樣在化學(xué)鍍鎳過(guò)程中，才能起到催化作用，以加速鎳離子在纖維表面的沉積。
要使纖維表面具有催化活性中心，必須對(duì)其進(jìn)行敏化和活化處理。所謂敏化，就是使非金屬表面吸附一些易氧化的物質(zhì)，在此后的活化處理時(shí)，該物質(zhì)被氧化，纖維表面就形成活化層，即結(jié)晶核心鈀。此時(shí)，纖維表面均勻地呈現(xiàn)出淺褐色，但是若表面顏色不均勻，會(huì)使織物纖維局部鍍覆不上。化學(xué)反應(yīng)式如下：
3.1.3化學(xué)鍍
化學(xué)鍍是利用強(qiáng)還原劑在織物纖維表面進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，使金屬離子沉積在鍍件上的過(guò)程。鍍速的快慢，受到鍍液鎳離子濃度，還原劑次亞磷酸鹽濃度，絡(luò)合劑濃度，溫度和pH值的影響。
3.2測(cè)試結(jié)果分析
3.2.1化學(xué)鍍織物光學(xué)顯微形貌
從圖l可以看出，粗化后的滌綸織物，由于纖維表面產(chǎn)生凹凸不平坑穴的挖蝕現(xiàn)象，織物表面光澤變得柔和，化學(xué)鍍后的滌綸織物帶有明顯的金屬光澤，纖維間間隙減小。從單根纖維來(lái)看，纖維表面包覆了一層金屬膜，表面凹凸不平，部分是堿減量后纖維表面凹凸不平引起的，同時(shí)也是化學(xué)沉積的隨機(jī)性引起表面不勻。
滌綸織物經(jīng)過(guò)測(cè)量，粗化后纖維直徑為15p_m，化學(xué)鍍5分鐘后，直徑為17y_m，鍍層厚ly_m左右。
3.2.2化學(xué)鍍時(shí)間對(duì)導(dǎo)電及抗靜電效果的影響
由圖2可以看出，用DMR - 1C型方阻儀進(jìn)行測(cè)試，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，電阻逐漸減小，這是因?yàn)殒嚱饘馘儗油耆采w纖維表面，形成導(dǎo)體。但隨著時(shí)間的增加，鍍鎳滌綸纖維的電阻變化不大，這時(shí)因?yàn)楹穸鹊脑黾訉?duì)導(dǎo)電效果的影響能力下降。導(dǎo)電效果甚至略有降低，是因?yàn)闇炀]布是由纖維構(gòu)成的，其比表面積相當(dāng)大，反應(yīng)迅速進(jìn)行，鍍液的pH值明顯下降，使鍍層中磷的含量增大，鎳的含量減小。
另外對(duì)滌綸坯布進(jìn)行電阻測(cè)量，在20kQ/cm2的量程下，無(wú)測(cè)試數(shù)據(jù)，說(shuō)明滌綸坯布幾乎不導(dǎo)電。
用織物感應(yīng)式靜電測(cè)定儀測(cè)量化學(xué)鍍5min的滌綸織物的電荷半衰期，在10000V電壓下電荷半衰期為0，可以看出，鍍鎳滌綸織物已完全導(dǎo)電。
3.2.3斷裂強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)
由表1可以看出，堿減量后，滌綸織物斷裂強(qiáng)度下降，化學(xué)鍍后斷裂強(qiáng)度有所回升。這是因?yàn)闇炀]織物化學(xué)鍍后，表面形成了一層鎳磷合金的金屬膜，這層金屬膜填補(bǔ)了堿減量處理在滌綸表面形成的坑凹，以及纖維間的縫隙，使滌綸織物在外力作用下受力均勻，但仍然恢復(fù)不到原來(lái)的強(qiáng)度。因?yàn)榛瘜W(xué)鍍后，纖維表面變得粗糙，滑移性下降，單根纖維堿減量后包覆金屬鍍層，它的斷裂強(qiáng)度下降。
3.2.4撕破強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)
由表2可以看出，堿減量后，滌綸織物撕破強(qiáng)度顯著下降，化學(xué)鍍后撕破強(qiáng)度有所回升。但總的來(lái)看，滌綸織物化學(xué)鍍后，撕破強(qiáng)度大大下降，原因是堿減量后纖維變得脆弱，化學(xué)鍍后難以使纖維恢復(fù)到原來(lái)的韌性。
4結(jié)論
(1)滌綸織物化學(xué)鍍鎳后，導(dǎo)電效果好。
(2)滌綸織物化學(xué)鍍鎳后，抗靜電效果理想。
(3)滌綸織物化學(xué)鍍鎳后，斷裂強(qiáng)度稍有下降，但符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
(4)滌綸織物化學(xué)鍍鎳后，撕破強(qiáng)度下降明顯，但比堿減量后的撕破強(qiáng)度要高。
