1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 织物化学镀着色技术的研究 所在学院 专业班级 纺织工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 II 摘要 ： 随着电子产品的日益普及和电磁化程度的不断提高，人们在享受电磁设备带来便利的同时，也受到了电磁辐射的巨大危害，电磁污染越 来越引起人们的重视。化学镀金属织物是一种很好的电磁波屏蔽材料，它兼有金属的导电、电磁波屏蔽特性和织物的柔软、透气等特性，作为一种能够在电磁环境中进行电磁辐射防护的防护载体，正逐渐成为纺织研究的焦点。 化学镀技术是一种优势明显的材料金属化手段，已经应用于材料的防腐、耐磨保护、装饰等领域。化学镀技术以工艺简便、节能
2、、环保日益受到人们的关注。表面金属化织物不仅是一种良好的导电和电磁波屏蔽材料，而且还具有一定的吸声能力，此外还兼有织物所特有的透气和柔软特性。 目前，对化学镀的研究在施镀工艺、镀层结构与性能、影响镀层 性能凶素以及镀件应用领域等方面，都取得了一定的成果。如果能对性能优良的镀层着上黄、橙、兰等颜色，必将提高其装饰性，拓宽应用领域。 本文 选择不同的镀层金属对涤纶织物进行化学镀 ， 进行织物化学镀工艺研究，确定最佳镀液配方； 然后 选择合适的染料对金属镀层织物进行染色，研究染液配方及染色工艺条件对染色质量及镀层织物功能的影响 ； 对镀层织物进行涂料染色，研究着色后织物的理化性能及染色牢度等 ，通过
3、涂料染色， 研究涂料染色技术条件对染色后镀层织物的理化性能影响，得出最佳工艺条件。 关键词： 化学镀铜 化学镀银 化学镀 镍 着色 涂料染色 III The Research of Staining the Fabric With Plating Abstract： Along with the electronic products daily popularization and electromagnetism degree unceasing enhancement, the people while enjoys the facility of electromagnetic equ
4、ipment, also has received the electromagnetic radiation huge harm, which more and more brings to peoples attention. The fabric that has been metallized by electroless plating is one kind of the material which could be use as excellent electromagnetic shield, and it concurrently has the characteristi
5、c of metal which has the excellent electric conductivity, the electromagnetic interference shielding(EMI) capacity and of the fabric which is soft and ventilation, which can shield electromagnetic in the electromagnetic environment, becomes a focus in the textile study gradually. Electroless plating
6、 technology is a kind of obvious advantages of materials metallization means, has been used in material anti-corrosive, wear-resisting protection and decoration, etc. This technology to the process is simple, energy-saving, environmental protection increasingly concerned. Surface metallization fabri
7、c is not only a good conductive and electromagnetic shielding materials, but also has the certain absorption ability, also with peculiar breathable fabric with soft characteristics. At present, the research of joash electroless plating technology in structure and properties, the coating, coating per
8、formance fierce grain and affect application fields plating thing, have made certain achievements. If the coating with excellent performance to the yellow, orange, blue wait for color, will improve its adornment sex, broaden the application fields. This article chooses different coating metal of pol
9、yester fabrics by electroless plating, electroless plating process research fabric, determine the optimal solution formula； Then select suitable dyes to metal coating fabric dyed, research by after-chroming formula and dyeing conditions on the dyeing quality and coating fabric functioning, due to th
10、e experimental conditions, the dyeing Co., the effect is not apparent, dont suggest using this method dyed； On the coating fabric dyeing, study coloring coating of the fabric such as chemical properties and dyeing fastness, through the coating, coating dyeing technology dyeing conditions of chemical
11、 coating fabric dyed impact on performance, obtains the best technological conditions. Keywords： Copper Plating Silver plating Chemical nickel plating Coloration Pigment dyeing目 录 目 录 . 1 1 绪 论 . 1 1.1 化学镀概述 . 1 1.1.1 电磁波防护的原理 3 . 1 1.1.2 常见导电纤维和织物 . 2 1.2 化学镀技术的发展概况及趋势 . 3 1.2.1 化学镀技术的特点 . 3 1.2.2
12、化学镀技术概况 . 4 1.2.3 化学镀最近研究进展及发展趋势 . 5 1.3 织 物化学镀 . 6 1.3.1 织物化学镀国内外研究现状 . 6 1.3.2 织物化学镀的发展趋势 . 7 1.4 镀层织物染色 . 8 1.4.1 镀层织物着色 . 8 1.4.2 涂料染色 . 8 2 织物化学镀 . 10 2.1 实验材料及设备 . 10 2.1.1 实验材料 . 10 2.1.2 实验仪器 . 10 2.2 实 验试剂及配方 . 10 2.2.1 实验试剂 . 10 2.2.2 实验配方 . 10 2.3 工艺流程 . 12 2.3.1 化学粗化 . 12 2.3.2 活化 . 12 2
13、.3.3 解胶 . 13 2.3.4 还原 . 13 2.4 化学镀液的组分分析 . 13 2.5 化学镀液的配置方法 . 13 3 镀层织物染色 . 15 3.1 实验材料及设备 . 15 3.1.1 实验材料 . 15 3.1.2 实验仪器 . 15 3.2 实验试剂及配方 . 15 3.2.1 实验试剂 . 15 3.2.2 实验配方 . 15 3.3 工艺流程 43 . 16 3.3.1 化学镀织物染色的工艺流程 . 16 3.3.2 化学镀织物涂料染色的工艺流程 . 16 4 织物化学镀实验数据与分析 . 17 4.1 施镀的工艺条件的研究 . 17 4.1.1 化学镀铜 . 17
14、4.1.2 化学镀镍 . 18 4.1.3 化学镀银 . 20 5 金属络合染料染色工艺分析 . 22 5.1 金属络合染料浓度对染色牢度和上染百分率的影响 . 22 5.1.1 金属络合染料浓度对染色牢度的影响 . 22 5.1.2 金属络合染料浓度对上染百分率的影响 . 23 5.2 渗透剂浓度对染色牢度和上染百分率的影响 . 24 5.2.1 渗透剂浓度对染色牢度的影响 . 24 5.2.2 渗透剂浓度对上染百分率的影响 . 25 5.3 烘焙时间对摩擦色牢度的影响 . 27 6 涂料染色工艺分析 . 29 6.1 焙烘温度的影响 . 29 6.2 焙烘时间的影响 . 30 6.3 粘合
15、剂用量的影响 . 31 7 总结与展望 . 33 参考文献 . 35 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪 论 1.1 化学镀概述 随着我国电磁环境日趋恶化，居民住宅及办公楼内电磁辐射水平有明显增加趋势。继大气污染、水污染和噪声污染之后，电磁辐射已成为我国的第四污染源。在北京、上海、广州、深圳、石家庄等地已发生多起电磁辐射纠纷。目前，我国的电磁辐射环境情况相当于 20 世纪 60 年代的水污染、大气污染的状况，现在就要加强研究，未雨绸缪，若电磁污染到了环境无法忍受的地步，再想发展经济将举步维艰。为此，电磁污染的防护研究迫在眉睫 1。电磁 波照射人体时引起器官加热导致生理障碍或伤害的作用
16、，严重时会产生酸中毒、过度换气、流泪、盗汗、抽搐等症状，如不及时治疗，会危及生命，电磁波照射对人体的生理还有不利的影响；此外电磁波能干扰电子设备的运行，许多正常工作的电子、电气设备产生的电磁波能使邻近的电子、电气设备性能下降乃至无法工作，甚至造成事故和设备损坏。联合国人类环境会议已将电磁污染列为环境保护项目之一。中华人民共和国环境保护法中也明文规定了电磁辐射为主要污染因素之一。如何预防和消除电磁波辐射对人类生产、生活的影响以及对人体健康的危害已成为当今世界 各国关注的重要课题。所以各种形式的电磁波辐射屏蔽技术及产品被不断开发出来，电磁波辐射防护织物就是其中之一 2。化学镀金属织物是一种很好的电
17、磁波屏蔽材料，它兼有金属的导电、电磁波屏蔽特性和织物的柔软、透气等特性，作为一种能够在电磁环境中进行电磁辐射防护的防护载体，正逐渐成为纺织研究的焦点。 1.1.1 电磁波防护的原理 3 辐射源产生电场和磁场交互变化，能量以波动形式由近向远传播，形成电磁波。电磁屏蔽的作用是利用屏蔽体的反射、吸收、衰减等减弱辐射源的电磁场效应。用屏蔽效能 SE(Shielding Effectiveness) 来评价屏蔽材料的屏蔽性能。根据 Schelkunoff 电磁屏蔽理论知，屏蔽效能分为反射消耗、吸收消耗和多重反射消耗 3 部分，用公式表示为： S E = A + R + B (1-1) 式中： A 为吸收
18、损耗， A = 1. 31 t（ f r r) 1/2 (dB)； B 为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗， B = 20lg(1 - e-2 t/ ) (dB) ； R 为电磁波的单次反射衰减， R = 168 - 10lg( r f / r) (dB)远场平面波。 r 为材料相对磁导率； r 为材料相对电导率； f 为电磁波的频率； t 为材料厚度； 为电磁波透过材料的深度， =( f )1/2。 通常在 A 10dB 时， B 部分可以忽略。当 t 和 f 一定时， r 和 r 越大则屏蔽效能 SE 也越大。想要 r 和 r 大，就要屏蔽物的体积电阻率小。 2 从上式可知，提高材料的电
19、导率、相对磁导率均能增加材料的屏蔽效能，目前开发的电磁屏蔽织物多以提高材料的电导率完成的，大部分是导电纤维及其织物。 1.1.2 常见导电纤 维和织物 （ 1）导电纤维 在商业上得到开发利用的导电纤维，按照它们的特征，主要有以下几种： a.含碳纤维 含碳纤维有着很好的导电性能，其纺织加工性能相当好，主要运用在抗静电方面。纯碳纤维的导电性能更好，但很难进行加工处理。含碳纤维的缺陷有二：其一是含碳纤维的电磁屏蔽效果不好；其二是含碳纤维总是褐色的，实际应用时外观不佳，服饰效果差。 b.运用金属盐进行涂层加工得到的导电纤维 这种导电纤维的电导性能比较低，因此常用于抗静电等要求较低的场合，它们的优点是纺
20、织加工性能很好。 c.金属纤维 金属 纤维的导电性能最高，由于金属的特性它们在加工方面有诸多缺陷。例如，它们太脆；加工时易磨损机器设备；由于密度太大，很难和其它纤维混纺，它们的金属手感所导致的服用性能差。 d.用物理学方法 如真空镀铝等所得到的纤维 这种纤维电导性也相当好，但是金属镀层和织物底层的亲和力较差、纺织加工性能也不好、抗磨损性能及抗腐蚀性能也很差。 e.用电镀方法得到的导电纤维 由于要求织物底层可导，这种方法只适用碳纤维和石墨纤维。通过电镀方法得到的这种纤维，其导电性能相当好，它们主要用于要求较高的航空等方面。由于价格太高，纺织加工性 能也差，它们很少用于纺织加工行业。 f.用化学镀
21、得到的导电纤维 化学镀方法灵活，几乎适用于任何纤维底物。它的主要优点是能得到具有较高导电性能的纤维，而不改变纤维的比重、柔软性及手感等性质。因此，这种导电纤维纺织加工性能相当好。 g.导电聚合物纤维 值得注意的是，本身导电的聚合物纤维成为这一领域的热点。这些聚合物包括聚毗咯、聚苯胺、聚噻吩等。导电聚合物纤维虽然很吸引人，但在推广使用之前还存在不少问题。这些问题包括导电聚合物纤维对光、热的稳定性较差，无法用于要求较高的场合，尤其是在有氧化剂存在的条件下；另 外，它们的加工处理性能也不是很好。 （ 2） 导电织物 6 3 导电织物相应的可通过以下三种方法获得： a.将织物浸渍在抗静电剂中 由于抗静
22、电剂导电性能差，对环境要求高 （例如需要一定的湿度），以及受洗涤等原因，使用的有效期较短，因此虽然这种方法代价小且易加工处理，仍然很少被采纳。 b.在织物中嵌织导电纤维 在织物的组织中嵌织导电纤维来得到稳定的、导电性能较好的织物是一个有效且较为常用的方法。导电纤维 （主要是碳纤维，石墨纤维及金属纤维）与普通纤维按照不同的比例混编或混纺在一起，可得到导电性能各异的织物 。但是，掺和碳纤维或石墨纤维所得到的导电织物的导电性能较差，且纺织加工性能不好，服用性能差。 c.直接将导电物质在织物上进行涂层或镀层加工处理 这种方法显得很有吸引力。首先，镀层或涂层作为一道单独的工序与其它加工处理分开；其次，由
23、于镀层或涂层仅限于织物表面，因此对织物手感，柔软性影响较小。但是，它也有很大的缺陷，它并不是织物全部导电，只是表面镀层可导，并且织物颜色也为镀层所覆盖，更重要的是当织物相对移动时，表面镀层很容易裂开，致使导电性能显著下降；另外，涂层织物的透气性能很差。根据要求不同，可分别使用涂层 、真空镀、电镀、化学镀的某一种方法。当要求镀膜薄，且只有几个埃时，通常使用真空镀镍或铜，但镀层和织物底层亲和力差，所以必须控制镀层的厚度，因此也就无法达到较高导电性能的目的。化学镀则比较灵活，相对其他方法而言，它基本上不改变织物的其它性能，却能得到较高的导电性能。 织物化学镀技术可以同时将电导率和相对磁导率好的金属或
24、金属合金施镀在织物上，使其真正具有电屏蔽和磁屏蔽效能优良的电磁屏蔽效能。因此化学镀层织物同时具有普通化纤布类似的物理机械性能，又具有很好的导电、抗辐射性能。它们可以裁减缝制，做成各种防静电和防电 磁辐射的工作服和各种电子设备的屏蔽保护罩，因此被泛应用于国防、航天、航空、电子、电力、通讯、医疗等领域和部门，是一种经济效益和社会效益俱佳的产业用纺织品。 镀层织物可做成屏蔽帐篷、帘、墙布等被广泛用于计算机房、控制中心和其他应用微波源的领域，保证电子设备的正常运行和减少电磁波对环境的污染，也可以像其他布一样缝制成服装、手套、帽子等使工作人员免受电磁波的辐射伤害，是一种理想的微波屏蔽材料。 镀层织物还可
25、制成表面加热元件，用于特殊器件的表面加热和严寒地区的御寒保温用品。在军事和救援方面，镀镍织物是高效的微波反 射材料，可制成反射雷达波的用品用具。随着科学技术的发展，其应用领域还会进一步拓宽，前景广阔。 1.2 化学镀技术的发展概况及趋势 1.2.1 化学镀技术的特点 化学镀（ electroless plating）是通过溶液中适当的还原剂使金属离子在金属表面的自催化作4 用下还原进行的金属沉积过程，也叫无电解电镀、自催化镀。化学镀过程实质是化学氧化还原反应，由电子转移、无外电源的化学沉积过程 7。化学镀相比电镀其优点主要如下： a.化学镀可用于各种基体，包括金属、半导体及非金属。 b.化学镀层厚度均匀，无论工件如 何复杂，只要采取适当的技术措施，就可以在工件上得到均一镀层。 c.对于能自动化的化学镀而言，可以获得任意厚度的镀层。 d.化学镀所得到的镀层具有很好的化学、机械和磁性性能（如镀层致密、硬度高等） 由于化学镀具有一些优于电镀的特性，所以获得了极广泛的应用。化学镀最先开始于化学镀镍，目前已发展到化学镀
