1、 1 毕业设计文献综述 纺织工程 织物化学镀着色技术研究 一、前言部分 通常化学镀是指在没有外电流的作用下， 金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面 (催化剂一般为钯、银等贵金属离子 )的镀件上还原成金属，从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程，也称自催化镀或无电镀。 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 1。 该技术以其工艺简便、节能、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 2。 化学镀使用范围很广，镀金层均匀
2、、装饰性好。在防护性能方面，能提高产品的耐蚀性和使用寿命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能，因而成为全世界表面处理技术的一个发展。 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、红、桃红、绿等颜色， 必将提高其装饰性，拓宽应用领域。有研究人员通过不同的处理方法对镀层进行着色研究，但有关织物化学镀多彩化的研究基本还处于探 索阶段，一些着色工艺和配方还未公开，机理性研究也很少涉及。 本次论文研究的就是将涤纶织物在化学镀的基础上进行着色处理，分析其影响因素，得出最佳工艺条件。 二、
3、主题部分 从 1944 年 Brenner A 和 Riddell G 首次开发出可实际应用的化学镀液至今，化学镀技术在这六十多年里取得了很大的发展，日渐成熟，目前已广泛应用于微电子、航空航天、汽车制造、能源、材料等领域。特别是对非金属材料的表面处理，如集成电路板的金属化 3、金属陶瓷复合粉体的制备 4、非金属材料电磁屏蔽性能的改善 5及提高燃料电池材料的离子电 导率 6等方面，化学镀技术以其良好的镀覆效果、简单的操作工艺及低廉的成本得到人们的青睐。 2 通过化学镀方法将银、铜、镍等金属镀在织物表面，可使织物不仅获得一般印染加工无法获得的金属光泽，而且具有更多特殊功能，如屏蔽电磁波、抗热辐射、
4、抗静电性、抗茵、反射及吸 收紫外线和红外线等。 早在 20 世纪 70 年代，上海市纺织科学研究院就开始在选定的基布上进行化学镀银的研究。目前，化学镀以镀银、镀铜、镀镍和镀铜镍合金为主，主要基布有涤纶、芳族聚酰胺、玻璃纤维和碳纤维等。其中，以在涤纶、腈纶等合成纤维织物上进行化学镀 而制得电磁辐射屏蔽织物的研究较多，在天然纤维或混纺织物上则鲜有尝试。 20 世纪 80 年代，德国、荷兰、美国以及日本许多公司就已工业化生产织物化学镀商品。 国内外研究的历史与现状 （一）以次磷酸钠为还原剂涤纶织物化学镀铜研究 上海交通大学的甘雪萍，仵亚婷，刘磊，沈彬，胡文彬研究了采用次磷酸钠作还原剂在涤纶织物上化学
5、镀铜，之后采用 X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和能谱议 (EDAX)分析化学镀铜层的晶体结构、表面形貌和镀层成分，然后再分别用四探针法 (ASTM F390)和双轴传输线法 (ASTM D 4935 99)测量导电涤纶织物的表面电阻和电磁屏蔽效能。研究表明化学镀铜溶液的成分和操作条件对化学镀铜的沉积速度、镀层成分、结构和表面形貌具有重大的影响，化学镀铜的沉积速度随着温度、 pH值和镍离子浓度的升高而加快，而且沉速度过快会导致镀层疏松 7。 （二）涤纶织物化学镀镍的研究 嘉兴学院的 詹建朝，张辉，沈兰萍用化学镀镍技术对涤纶织物进行了酸性、碱性镀镍以及着色处理。借助 SEM、 X射线
6、能谱仪对化学镀镍织物表面结构进行了表征和分析，测试了涤纶织物化学镀镍前后服用性能的变化，并对导电性和电磁波屏蔽性能进行了测 试。结果表明，镀层均匀程度对电磁波屏蔽性能影响较大。随着镀镍层厚度的增加，电磁波屏蔽效能增速先增大后减小。酸性镀镍织物的电磁波屏蔽性能优于碱性镀镍织物。镀层织物经着铜色处理后，电磁波屏蔽性能有明显提高。当质量增加 70，化学镀涤纶织物电磁屏蔽性能较好，同时服用性能变化不明显 8。 （三） 非金属材料表面化学镀银 北京工业大学的黄少强，邱文革，李生华介绍了非金属材料表面化学镀银工艺及研究现状，非金属材料化学镀银工艺包括表面预处理和实施化学镀银 2个步骤， 其中表面预处理过程
7、包括粗化、敏化和活化。根据化学镀银反 应机理，分别探讨了还原法、置换法和自组装方法。研究认为， 还原法与其他方法相比操作相对简单， 仍是目前研究的重点； 置换法除了可以获得单一镀层外， 还可获得性能优良的合金镀层，在探索镀层沉积机理等方面也有广阔的前景；自组装法是一种很3 有发展潜力的化学镀方法，特别适用于对镀层结合力要求较高的化学镀过程 9。 （四） 涤纶织物化学镀铜着色研究 西安工程大学的刘荣立，张辉，王凤荣用化学染色法和化学浸渍法对化学镀铜涤纶织物进行着色和发色处理，获得了具有黄色、黑色、紫红色等色彩的镀铜织物，借助扫描电子显微镜 (SEM)和能量分 析光谱仪 (EDX)分析了镀层的表面
8、形貌和成分，并测试了着色织物的干摩擦色牢度和发色织物的 K S值。结果表明，着色织物的干摩擦色牢度基本能够满足使用要求 10。 （五） 涤纶织物化学镀银着色研究 西安工程大学刘荣立，张辉采用化学染色法对化学镀银涤纶织物进行着色处理，获得了具有红色，黑色，桃红色等色彩的镀银织物，借助 SEM分析了镀层的表面形貌，并测试了着色织物的色牢度。结果表明，着色织物的刷洗色牢度和摩擦色牢度基本能够满足使用要求。焙烘温度 120，时间 15min时，着色效果较好 11。 （六） 化学镀镍磷镀层的着色处理 大庆石油学院的张翼，张丽峰，段吉国，董秀红采用热氧化着色法、化学浸渍法、化学染色法 3种处理工艺对化学镀
9、 Ni-P合金试件进行了着色处理， 获得了具有紫铜色、 黄色、 蓝色、 绿色、 黑色等色彩的 Ni-P合金装饰镀层， 经过 400热氧化处理后该试件的维氏硬度仍可达到 930，着色的镀层在强酸、强碱、腐蚀性极强的盐和有机酸中均表现出较好的耐蚀性能。实验结果表明， 对化学镀 Ni-P镀层着色处理， 可以得到既具有优良化学性能又具有装饰性能的镀件 12。 （七） 化学镀在织物金属化处理中的应用 化学镀作为一种优 良的表面金属化处理技术，已应用在织物功能整理领域。文中综述了化学镀在织物金属化处理中的研究现状；介绍了织物化学镀的预处理 (除油、粗化、敏化和活化 )、主要金属的化学镀和后处理工艺，并指出
10、提高镀液稳定性、改善这类织物的服用性能、减轻环保负荷和开发多元复合镀层等，是今后织物化学镀的研究方向 13。 三、总结部分 由于化学镀过程中以化学反应代替了电流作用，不需要外加电源，且镀层厚度均匀，具有耐磨性、抗蚀性好、硬度高等优点。在表面处理领域内得到了日益广泛的应用 ， 以每年 15%的速率递增。到目前为止，我国已有一些大容量 的生产线投产，这标志着我国化学镀技术已经上了一个大的台阶，与电镀相比，化学镀还存在着镀液稳健性差、成本高，废液处理困难等缺陷。因此，对提高镀液的稳定性，选择出镀速快，镀液寿命长，镀层性能好的实用性工艺对于提高经济效益和环境效益都显得十分重要 14。 4 因为常规的基
11、体表面活化法、介电层放电活化法、光化学方法都需要利用到贵金属，且贵金属的浪费严重，设备复杂、对操作技术的要求也高 15。所以，应用于织物化学镀的新活化方法的研究显得尤为重要。 目前，有研究人员通过不同的处理方法对镀层进行着色研究，也有了一定的成果 ，但有关织物化学镀多彩化的研究基本上还处于搜索阶段，一些化学镀工艺和配方还未公开，机理性研究也很少涉及。 如今人们对涤纶织物化学镀的研究比较透彻，而对其他合成纤维织物或复合织物（贴膜涤纶织物），如在锦纶、腈纶、氨纶织物以及这些贴膜织物上进行化学镀，从而使织物更多性能与电磁屏蔽性能兼有的研究基本上还是空白。因此，今后的研究将要向这方面发展，让化学镀工在
12、织物金属化上的应用更加宽广。 现有的化学镀法多存在表面金属与织物结合牢度差的问题，市售产品均不可洗涤。因此，对镀层与织物结合牢度的研究也是目前发展动向和趋势。 我 想，在研究人员的不断努力下，化学镀工艺将变得更加完善，而与其相关问题和难关也将会不断地被解决和攻克。 四、参考文献 【 1】 杜宁，罗欣，汪晓东 .化学镀法制备电磁屏蔽聚酯织物的研究 J.北京化工大学学报， 2007，Vol.34-No.3， 275-278 【 2】 张翼，宜天鹏 .电磁屏蔽材料的研究现状及进展 J.安全与电磁兼容， 2006，（ 6）： 77-81 【 3】 RajendraK A， Yenamandra S，
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