滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳的工藝及其性能的研究.doc

滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳的工藝及其性能的研究摘 要:本文通過測試電阻檢測屏蔽效能，用對比的方法和正交試驗法分別對粗化和化學(xué)鍍工序進行了系統(tǒng)的研究，得出了滌綸表面化學(xué)鍍鎳的最佳工藝路線，粗化時間為20min，粗化中氫氧化鈉濃度為200g/L，化學(xué)鍍液中硫酸鎳的濃度為30g/L，次亞磷酸鈉的濃度為30g/L，丁二酸濃度為10g/L,ph為4.8，影響鍍液的主要因子為硫酸鎳。拉伸實驗及感應(yīng)式靜電測試的結(jié)論：織物經(jīng)過粗化工序，斷裂強度有所下降，經(jīng)過化學(xué)鍍后，斷裂強度有所回升；鍍鎳滌綸織物的靜電半衰期為0。關(guān)鍵詞:正交試驗；拉伸實驗；感應(yīng)式靜電測試A Study on the Surface of Polyester Fabrics for Electroless Nickel Plating Process and its PerformanceAbstracts:This paper tested the resistance to detect shielding effectiveness,we searched the coarsening process and electroless plating systematically by comparisive method and orthogonal test,reached to the optimum route of plating electroless nickel on polyester, coarsening time for 20min, coarsening of sodium hydroxide concentration of 200g / L, chemical bath concentration of nickel sulfate 30g / L, the concentration of sodium hypophosphite to 30g / L, succinic acid concentration of 10g / L, ph 4.8, the main impact of the factor is nickel sulfate.We did a tensile test and static test to nickel-plated polyester fabric.The conclusions：after coarsening process, breaking strength of the fabric has decreased ;after electroless plating, the fracture strength has been recovered; the half-life of static is 0 for nickel-plated polyester fabric which is fully conductive.Keywords: orthogonal test; a tensile test; static test電磁波輻射是一種“看不見、聞不到、摸不著”的污染，被稱為“無形殺手”。它現(xiàn)在已經(jīng)成為危害人類健康的重要問題，得到了各國政府的高度關(guān)注，屏蔽織物的研究和開發(fā)具有重要的意義。一 滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳工藝的原理（一）除油除油的目的是清除織物上的各種雜質(zhì)，達到布面潔凈，白度均勻一致，以保證滌綸織物在下道工序中均勻地進行表面粗化。（二）粗化滌綸纖維表面光滑，分子中缺少極性基團，因此很難在纖維上直接施鍍金屬，必須經(jīng)過粗化處理。用堿減量對滌綸纖維進行處理后，在其表面會形成許多凹坑。（三）敏化所謂敏化，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，該物質(zhì)被氧化，纖維表面就形成活化層，即結(jié)晶核心鈀?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下：SnCl2+H2OSn（OH）Cl+HCl（四）活化活化液是由氯化鈀和鹽酸組成。將敏化過的織物經(jīng)去離子水洗凈后浸入活化液中(水洗目的防止活化液報廢)，亞錫鹽凝膠把活化液中的貴金屬離子（鈀離子）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。Pd2 +Sn2 + Pd+ Sn4 +（五）化學(xué)鍍化學(xué)鍍是利用強還原劑在織物纖維表面進行氧化還原反應(yīng)，使金屬離子沉積在織物上的過程。其中，主要化學(xué)反應(yīng)式：Ni2+H2PO2-+H2ONi+3H+HPO32-H2PO2-+H2OHPO32-+H+2HH2PO2-+HH2O+OH-+P二 滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳工藝及其性能的研究（一） 實驗原料，流程及儀器1.實驗原料 10cm*10cm的滌綸織物（用于工藝研究），30cm*30cm的滌綸織物（用于性能研究）2.實驗流程 樣品水洗烘干稱重除油水洗粗化烘干稱重水洗敏化蒸餾水洗活化水洗化學(xué)鍍水洗烘干稱重測試 3.實驗儀器實驗中使用的儀器主要有：PHS-2C型精密酸度計，電熱恒溫水浴鍋，YB571-2型預(yù)置式色牢度摩擦儀，DT9205萬用表，AB104-N分析天平，Y（B）802N恒溫烘箱，YG(B)026D-500型電子織物強力機，Y（B）3402型織物感應(yīng)式靜電測試儀。 （一） 實驗方案及結(jié)果分析在本次實驗中，除油，敏化和活化采用統(tǒng)一的工藝條件。如下（配置溶液為100ml）：除油：氫氧化鈉25g/L；無水碳酸鈉30g/L；溫度：505；時間：15min；敏化：氯化亞錫20g/L；鹽酸40ml/L；溫度：常溫；時間：5min；水洗時間：3-5min；活化：氯化鈀 0.3g/L；鹽酸30ml/L；時間：5min；溫度：常溫；水洗時間：3-5min。1.研究粗化工藝條件的實驗步驟及結(jié)果分析（1）a氫氧化鈉的濃度固定為140g/L，溫度為80；b剪取三塊試樣，編號為A1，A2，A3。按照工藝流程進行烘干稱重及除油；c分別在氫氧化鈉溶液中浸泡10min，15min，20min，然后烘干稱重，對A2及A3進行鍍鎳；d A2,A3進行摩擦牢度實驗，與灰色樣卡對照，進行評定。A1，A2，A3的堿減率分別為6.5%，9.8%，15.0%?？梢姰敶只瘯r間為20min時，堿減率較大，形成凹坑較多，有利于化學(xué)鍍。A3經(jīng)過摩擦，與灰色樣卡對照可以達到4級，鍍層與織物纖維的結(jié)合力較好。（2）a溫度固定為80，織物在粗化溶液中浸泡的時間固定為20min。b剪取五塊試樣，編號為B1,B2,B3,B4,B5.烘干稱重，然后進行除油；c分別將試樣浸泡在濃度120g/L,140g/L,160g/L,180g/L,200g/L的氫氧化鈉溶液中；d烘干稱重，對B1,B3,B5試樣進行鍍鎳；e B1,B3,B5進行摩擦牢度實驗，與灰色樣卡對比，進行評定B1,B2,B3,B4,B5的堿減率分別為13.24%，15.16%，16.66%，17.12%，21.36%。當氫氧化鈉的濃度為200g/L時，堿減率較大。B5試樣經(jīng)過摩擦，與灰色樣卡對照可達到4/5級，說明織物纖維與鍍層結(jié)合狀況較好。滌綸織物粗化的最佳氫氧化鈉濃度及時間為200g/L和20min。2.研究化學(xué)鍍液最佳工藝條件的實驗方案乳酸及乙酸鉛濃度固定為10g/L及0.003g/L。電熱恒溫水浴鍋溫度控制為80。本次正交試驗的主要因子有硫酸鎳，次亞磷酸鈉，丁二酸，ph值。經(jīng)研究，取三個水平。因子水平表，如表1.表1化學(xué)鍍鎳正交試驗的因子水平表因子水平硫酸鎳（g/L）次亞磷酸鈉（g/L）丁二酸(g/L）Ph12010104.023020154.834030225.4實驗結(jié)果由表面電阻及沉積速度共同評定?？偡譃?0分，從重要性的角度考慮，表面電阻占其中的20分，沉積速度占其中的10分。評分公式參照式3。正交實驗設(shè)計表及結(jié)果參照表2。其中，沉積速度為V=(W1-W2)/ (S*d*H) 104(m*h-1 ) （1）式中，V鍍層沉積速度(m*h-1)； W1試樣鍍后烘干質(zhì)量(g)； W2試樣堿減量后烘干質(zhì)量(g)； S試樣面積(cm2)； dNi-P合金鍍層密度(g*cm-3)； H施鍍時間(h)。綜合評分=20/(Rmax-Rmin)*(表面電阻最大值-Ki)+ 10-10/(Vmax-Vmin)( Vmax- Hi) （2）式中，Rmax表面電阻最大值；Rmin表面電阻最小值；Vmax沉積速度最大值；Vmin沉積速度最小值；Ki試驗號為i的電阻值(i為19)；Hi試驗號為i的沉積速度（i為19)。表2正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析試驗號ABCD表面電阻沉積速度綜合評分1111121222313339072.4210421231144.3818.58續(xù)表252231623125.066.8629.02731326364.4113.558321350.065.1716.82933215.554.5223.5K11016.0722.2923.5A,B,C,D分別代表硫酸鎳。次亞磷酸鈉，丁二酸，ph。1，2，5號在實驗中反應(yīng)不連續(xù)，電阻數(shù)值過大，不作為評定內(nèi)容?？梢钥闯?，最佳工藝條件為6號。硫酸鎳其最主要作用。K223.816.8221.0421.29K317.9620.8411.7815.13R13.84.7710.518.37由主到次ACDB（三）鍍鎳織物的性能測試1.織物拉伸試驗（1）試驗步驟a剪取30*30cm的試樣三塊，分別標號為C1,C2,C3. b C1作為基布，不作處理；C2在最佳工藝條件下進行粗化處理 ；C3在最佳工藝條件下進行化學(xué)鍍。并進行實驗，記錄數(shù)值。（2） 實驗分析。C1,C2,C3的經(jīng)向斷裂強力依次為1205N,1014N,1147N。緯向斷裂強度依次696N,526N,614N.可以看出，織物在經(jīng)過粗化后，斷裂強度有明顯的下降，而經(jīng)過化學(xué)鍍后，鎳層覆蓋了這些凹坑及纖維間的縫隙，使斷裂強力又有所回升。這是由于纖維受到損傷及鍍后表面摩擦力增加所致。2.織物感應(yīng)式靜電測試 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。同時測其電阻，電阻平均值為每平方厘米50微歐左右，而基布的電阻趨于無窮大?？梢?，導(dǎo)電效果良好。三 總結(jié) 通過實驗，我們得出了滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳的最佳工藝條件及其性能的有關(guān)數(shù)值。結(jié)論如下：1.通過實驗，我們得出滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳粗化的最佳工藝條件：氫氧化鈉濃度200g/L。粗化時間為20min。鍍液中，硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉30g/L，丁二酸10g/L，ph為4.8，其中，硫酸鎳的濃度變化對實驗結(jié)果產(chǎn)生主要影響。2.通過織物拉伸測試和感應(yīng)