铜银复合镀薄膜的制备及在涤纶织物上的应用研究

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羧基丁苯胶乳具有优良的成膜性和粘结性,其应用范围极广。制成的产品耐老化性、耐溶剂性、耐热性都较好,与其他的材料并用更能全面提高性能,为新型柔性功能材料的开发和制备引出了新的方向。因此,具有良好的发展前景和潜在的应用价值。本论文中利用羧基丁苯胶乳优良的成膜性能,在其乳液中加入具有催化活性的氯化钯,形成具有自催化活性的胶乳薄膜。此薄膜作为一种柔性的非金属材料具有一定的应用价值。本课题运用化学镀和电镀的方法对此薄膜进行了金属化,使其表面镀有铜和银的金属复合层,不仅导电性良好,而且金属层均匀致密、耐腐蚀性好。这种方法无需对基体材料进行传统的粗化、敏化、活化工艺,可直接在制成的薄膜上进行化学镀铜,简化了化学镀铜工艺,相比其他方法,所用的时间更短,效率更高。通过正交实验和单因素实验得到的薄膜制备最佳工艺为:30%的羧基丁苯胶乳,0.01%的氯化钯,80℃下烘1h成膜后,100℃焙烘5min。最佳的化学镀铜工艺为:硫酸铜浓度8g/L,硫酸镍浓度0.6g/L,次亚磷酸钠浓度35g/L,柠檬酸浓度25g/L, pH为11,温度为50℃,时间为30min。加入硼氢化钠作为辅助还原剂,可使施镀温度降低至40℃,缩短施镀时间至10min。对镀铜薄膜再进行电镀银过程,最佳工艺为:硝酸银浓度20~25g/L,硫代硫酸钠浓度200g/L,焦亚硫酸钾浓度40~50g/L,用醋酸铵调节镀液pH至5-6,控制电流密度为0.5~0.6A/dm2,室温条件下进行。通过SEM、XRD、EDS及耐腐蚀性等测试手段对铜银复合镀薄膜进行表征。结果表明,利用此方法获得的薄膜表面具有相对均匀致密、导电性良好的金属复合层,用方阻仪测得其电阻在200~300mΩ之间,有的甚至达到几十毫欧。同时,耐腐蚀性也能够达到要求。常用的织物金属化是首先对织物表面进行粗化,使织物表面刻蚀出现凹槽,再加入具有催化活性的物质。本论文第三章在第二章的实验基础上,将新方法应用于涤纶织物上,无需对其进行粗化,而是将掺杂有氯化钯的羧基丁苯胶乳乳液包覆在涤纶织物表面,制成具有自催化活性的涤纶织物。实验所得最佳工艺为:羧基丁苯胶乳浓度3%-4%,氯化钯浓度0.02%-0.03%。焙烘温度120℃,焙烘时间5min。然后在涤纶表面进行化学镀铜和电镀银。测试表明,铜银复合镀的涤纶织物对电磁波的屏蔽效能在70dB左右,能够达到屏蔽电磁波的效果。最后选用DX-955防银色变保护剂对镀好的基体进行保护。保护过程不仅可以防止金属银层发生氧化、色变及与其他物质进行反应等,还能使基体的表面润滑,减少镀层磨损,保持光亮。
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