提高合成纤维表面化学镀银均匀性的研究

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随着科技的进步,各种家用电器进入到千家万户给人们的生产生活带来各种便利。然而各种电器工作时所向外释放的电磁波辐射会对人体的细胞的正常新陈代谢产生巨大的影响,使得癌症等病症的发病率大大增加。因此,发明了在纺织纤维上化学镀金属来达到屏蔽电磁波辐射的效果。由于对化学镀的过程,纤维表面金属镀层生长过程及镀液组份了解的不足,使得纤维表面镀层往往会很不均匀导致纤维电阻值过大。研究纤维化学镀的过程及镀液组份,对于提高纤维表面镀层的均匀性具有重要的意义。本文通过对纤维敏化,镀层生长过程及镀液组份的研究。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶衰减全反射红外(ATR-FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及万用电表等系统研究了在尼龙-6纤维表面化学镀银过程中,纤维的敏化机理,镀层生长过程及镀液组份对纤维表面镀层均匀性的影响。得到以下结论:(1)通过对敏化后纤维表面基团及元素的测定,发现敏化后的纤维表面酰胺特征吸收峰出现了由诱导效应引起的蓝移,从1600cm-1移动到1610cm-1。而且,XPS表征证明了纤维表面含有Sn4+,而Sn4+做为一个吸电子基团可以引起诱导效应。经过三乙醇胺处理后的纤维在后续化学镀过程中还原出来的银无法附着在纤维表面而在溶液中形成沉淀析出。表明经过敏化后的纤维其表面Sn4+以(?)3n(OH)2的形式存在。FESEM观察到,在纤维表面Sn4+催化中心上被还原的Ag+直接沉积在纤维表面成为自催化中心,后续反应中还原出来的Ag以自催化中心为核,向四周生长。(2)研究发现在不同的C1、C2、C3与C4体系中,能够使得镀银纤维电阻值降低到最小的体系为C3体系。且C3的最优加入量为0.86g/L,在pH值为9.75,镀液温度为30℃条件下可以得到电阻值最小为75Ω/10cm的镀银纤维。在时间与电阻关系曲线中,纤维电阻值及镀液中银的浓度在初始的30min范围内,随着时间的增加,都会有很大幅度的下降。在30min之后,曲线趋近平缓,下降幅度变小。50min之后,电阻值几乎没有变化表明此时银离子浓度液趋近于零。(3)通过对热处理过程的研究,得到了最佳的热处理温度及热处理时间。在热处理的三个阶段中,第一与第二阶段的温度为80℃,第三阶段为70℃。在热处理时间上,第一阶段最佳值为20min,第二阶段为25min,第三阶段为1Omin。经过热处理后,镀银纤维电阻值可以从原来约75Ω/10cm降低到55Ω/10cm左右,降低幅度在15—20Ω/10cm。经XRD研究表明,经过热处理的纤维其(111)、(220)、(311)晶面处的衍射峰强度有所增强,半峰宽变大,平均晶粒尺寸变小。
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