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化学镀层导电纤维

发表时间:2017-1-3 13:52:34
      将普通纤维先经过退浆处理后用溶剂浸泡,再经过化学粗化、化学敏化或活化处理后,用化学电镀法使金属沉积在纤维表面。采用此方法可镀银、镀铜和镀镍。其中银的导电性最佳,但由于价格昂贵,故一般只用于特殊的工业要求, 铜的导电率仅次于银,但由于化学镀铜织物在空气中易氧化,因此为了提高电磁屏蔽效果,防止铜的氧化,可在镀铜后再镀镍或同时镀铜、镍。这种方法制得的纤维导电率高、强度高,耐磨、耐腐蚀性好,但手感较差,抱合困难,而且要控制好施镀条件以提高金属的电镀均匀性和耐洗牢度。化学镀法得到的导电纤维目前多应用于微波防护服。
  近代的化学镀技术在塑料上应用以后才引起大家的注意;在此之后,纺织品的化学镀技术研究才逐步开展。目前,纺织品的化学镀以镀铜、镀镍和镀银为主。我国纺织品金属化采用化学镀技术也早已开始发展,据有关资料报道,系上海市纺织科学研究院在20世纪70年代就着手在选定的基布上进行化学镀银工艺的研究,之后进一步发展化学镀铜、镀镍,以及镀铜、镀银的复合工艺。
  织物化学镀镍是在镍盐的水溶液中,加还原剂(如次亚磷酸盐、硼氢化合物),使金属镍析出镀布在纤维表面上。化学镀溶液由金属盐、还原剂、络合剂、缓冲剂和稳定剂等组成,其还原反应是由还原剂将金属离子还原成金属原子或分子沉积在纤维表面,而原先吸附在纤维上的贵金属则起催化作用,从而形成金属膜。以镀铜为例简述如下:
  在化学镀过程中,一是要保持镀铜溶液的稳定性;二是要控制好铜的析出速度。所以,优化化学镀溶液的组成和严格掌握化学镀的工艺技术条件是至关重要的。所用化学品纯度、水的含杂等的影响也不容忽视。在具有相同的电磁波屏蔽效果时,与金属箔复合产品相比,化学镀金属的金属耗用量在1%以下。化学镀与真空镀和溅镀相比,具有可实现连续生产、效率高、镀层厚度容易调节、控制较简便的优点。其缺点是产生含重金属离子的污水,处理困难。
  此外,在化学镀产品中,铜的导电率仅次于银,其电磁波屏蔽性能良好,但在空气中铜容易氧化而影响其耐久性。因此,一般都需要经后处理,防止其氧化。如日本三菱人造丝公司开发在涤纶纤维上化学镀铜或镍的产品(Diamex商品),为了防止金属氧化影响各项性能,最后经树脂涂层处理。由扫描电镜观察证实,该商品每根纤维上镀金属层厚度为0.06-0.15μm,在所有纤维上都覆盖了金属涂层。
  化学镀金属化织物产品中,以镀铜或镀镍为最多,其中主要基材是涤纶、芳族聚酰胺、玻璃和碳素纤维。早在80年代就已经开始以各种织物为基材,经化学涂层、电镀、真空镀、化学镀等技术将金属以粉末或原子、分子、离子状态,由直接或间接方式集聚于织物表面,使织物不仅能保持原来的风格,而且具有其它的一些特殊性能。织物经金属化整理后,由于具有一些特殊性能,如抗辐射性、抗静电性、导电性、电磁屏蔽性、降噪性、抗油、抗菌、对紫外线和红外线具有反射及吸收等性能。但是在研究过程也发现,金属化织物在洗涤后,各方面的性能有了明显的下降,并且生产投入大,使用成本高。
  化学镀的主要难点是镀浴的稳定性,不能直接镀出合格的产品。
  复合镀金属织物是近年来才开发出的,其目的是增加功能、取长补短、节约原材料、满足市场需要。例如,银—铜复合镀层,既能节约昂贵的白银,又能满足市场,此工艺现已工业化。还有铜—镍复合镀层,铜导电性好,不耐蚀;镍耐蚀,又有铁磁性,而导电性不如铜,两者复合,优势互补。所以,复合镀层织物,具有独特的优点,发展非常迅速,应用领域日渐扩大。今后很有可能取代单一金属镀层织物。
  涤纶织物经碱减量粗糙化处理后,再经敏化和活化处理,然后在银盐催化下,镀铜液中铜离子在银的催化作用和还原剂作用下,沉积在织物表面外;然后,在镀镍液中镍离子在铜的催化作用下,再在铜层上形成镍层。
  铜镍复合镀织物的耐磨性和耐洗性高于镀铜织物,表面铜镍复合镀的镀层结合牢度良好,稳定性也有较大的提高。