織物化學鍍著色技術研究【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p><b>　　紡織工程</b></p><p>　　織物化學鍍著色技術研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　通?；瘜W鍍是指在沒有外電流的作用下，金屬離子在同一溶液中還原劑的作用下通過可控制的氧化還原反

2、應在具有催化表面(催化劑一般為鈀、銀等貴金屬離子)的鍍件上還原成金屬，從而在鍍件表面上獲得金屬沉積層的過程，也稱自催化鍍或無電鍍。</p><p>　　化學鍍技術是一種優(yōu)勢明顯的材料金屬化手段，已經(jīng)應用于材料的防腐、耐磨保護、裝飾等領域[1]。該技術以其工藝簡便、節(jié)能、環(huán)保日益受到人們的關注。表面金屬化織物不僅是一種良好的導電和電磁波屏蔽材料，而且還具有一定的吸聲能力，此外還兼有織物所特有的透氣和柔軟特性[2]。

3、</p><p>　　化學鍍使用范圍很廣，鍍金層均勻、裝飾性好。在防護性能方面，能提高產(chǎn)品的耐蝕性和使用壽命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨導電性、潤滑性能等特殊功能，因而成為全世界表面處理技術的一個發(fā)展。</p><p>　　目前，對化學鍍的研究在施鍍工藝、鍍層結構與性能、影響鍍層性能兇素以及鍍件應用領域等方面，都取得了一定的成果。如果能對性能優(yōu)良的鍍層著上黃、紅、桃紅、綠等顏色，必將

4、提高其裝飾性，拓寬應用領域。有研究人員通過不同的處理方法對鍍層進行著色研究，但有關織物化學鍍多彩化的研究基本還處于探索階段，一些著色工藝和配方還未公開，機理性研究也很少涉及。</p><p>　　從1944年Brenner A和Riddell G首次開發(fā)出可實際應用的化學鍍液至今，化學鍍技術在這六十多年里取得了很大的發(fā)展，日漸成熟，目前已廣泛應用于微電子、航空航天、汽車制造、能源、材料等領域。特別是對非金屬材料的

5、表面處理，如集成電路板的金屬化[3]、金屬陶瓷復合粉體的制備[4]、非金屬材料電磁屏蔽性能的改善[5]及提高燃料電池材料的離子電導率[6]等方面，化學鍍技術以其良好的鍍覆效果、簡單的操作工藝及低廉的成本得到人們的青睞。</p><p>　　通過化學鍍方法將銀、銅、鎳等金屬鍍在織物表面，可使織物不僅獲得一般印染加工無法獲得的金屬光澤，而且具有更多特殊功能，如屏蔽電磁波、抗熱輻射、抗靜電性、抗茵、反射及吸</p

6、><p>　　收紫外線和紅外線等。</p><p>　　早在20世紀70年代，上海市紡織科學研究院就開始在選定的基布上進行化學鍍銀的研究。目前，化學鍍以鍍銀、鍍銅、鍍鎳和鍍銅鎳合金為主，主要基布有滌綸、芳族聚酰胺、玻璃纖維和碳纖維等。其中，以在滌綸、腈綸等合成纖維織物上進行化學鍍而制得電磁輻射屏蔽織物的研究較多，在天然纖維或混紡織物上則鮮有嘗試。20世紀80年代，德國、荷蘭、美國以及日本許多公

7、司就已工業(yè)化生產(chǎn)織物化學鍍商品。</p><p>　　二、相關研究的最新成果及動態(tài) </p><p>　　國內(nèi)外研究的歷史與現(xiàn)狀</p><p>　?。ㄒ唬┮源瘟姿徕c為還原劑滌綸織物化學鍍銅研究</p><p>　　上海交通大學的甘雪萍，仵亞婷，劉磊，沈彬，胡文彬研究了采用次磷酸鈉作還原劑在滌綸織物上化學鍍銅，之后采用X射線衍射(XRD)、掃

8、描電鏡(SEM)和能譜議(EDAX)分析化學鍍銅層的晶體結構、表面形貌和鍍層成分，然后再分別用四探針法(ASTM F390)和雙軸傳輸線法(ASTM D 4935—99)測量導電滌綸織物的表面電阻和電磁屏蔽效能。研究表明化學鍍銅溶液的成分和操作條件對化學鍍銅的沉積速度、鍍層成分、結構和表面形貌具有重大的影響，化學鍍銅的沉積速度隨著溫度、pH值和鎳離子濃度的升高而加快，而且沉速度過快會導致鍍層疏松[7]。</p><p

9、>　?。ǘ炀]織物化學鍍鎳的研究</p><p>　　嘉興學院的詹建朝，張輝，沈蘭萍用化學鍍鎳技術對滌綸織物進行了酸性、堿性鍍鎳以及著色處理。借助SEM、X射線能譜儀對化學鍍鎳織物表面結構進行了表征和分析，測試了滌綸織物化學鍍鎳前后服用性能的變化，并對導電性和電磁波屏蔽性能進行了測試。結果表明，鍍層均勻程度對電磁波屏蔽性能影響較大。隨著鍍鎳層厚度的增加，電磁波屏蔽效能增速先增大后減小。酸性鍍鎳織物的電磁波

10、屏蔽性能優(yōu)于堿性鍍鎳織物。鍍層織物經(jīng)著銅色處理后，電磁波屏蔽性能有明顯提高。當質量增加70％，化學鍍滌綸織物電磁屏蔽性能較好，同時服用性能變化不明顯[8]。</p><p>　　非金屬材料表面化學鍍銀</p><p>　　北京工業(yè)大學的黃少強，邱文革，李生華介紹了非金屬材料表面化學鍍銀工藝及研究現(xiàn)狀，非金屬材料化學鍍銀工藝包括表面預處理和實施化學鍍銀2個步驟， 其中表面預處理過程包括粗化、

11、敏化和活化。根據(jù)化學鍍銀反應機理，分別探討了還原法、置換法和自組裝方法。研究認為， 還原法與其他方法相比操作相對簡單， 仍是目前研究的重點； 置換法除了可以獲得單一鍍層外， 還可獲得性能優(yōu)良的合金鍍層，在探索鍍層沉積機理等方面也有廣闊的前景；自組裝法是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ幕瘜W鍍方法，特別適用于對鍍層結合力要求較高的化學鍍過程[9]。</p><p>　　滌綸織物化學鍍銅著色研究</p><p&g

12、t;　　西安工程大學的劉榮立，張輝，王鳳榮用化學染色法和化學浸漬法對化學鍍銅滌綸織物進行著色和發(fā)色處理，獲得了具有黃色、黑色、紫紅色等色彩的鍍銅織物，借助掃描電子顯微鏡(SEM)和能量分析光譜儀(EDX)分析了鍍層的表面形貌和成分，并測試了著色織物的干摩擦色牢度和發(fā)色織物的K／S值。結果表明，著色織物的干摩擦色牢度基本能夠滿足使用要求[10]。</p><p>　　滌綸織物化學鍍銀著色研究</p>

13、<p>　　西安工程大學劉榮立，張輝采用化學染色法對化學鍍銀滌綸織物進行著色處理，獲得了具有紅色，黑色，桃紅色等色彩的鍍銀織物，借助SEM分析了鍍層的表面形貌，并測試了著色織物的色牢度。結果表明，著色織物的刷洗色牢度和摩擦色牢度基本能夠滿足使用要求。焙烘溫度120℃，時間15min時，著色效果較好[11]。</p><p>　　化學鍍鎳磷鍍層的著色處理</p><p>　　大慶石

14、油學院的張翼，張麗峰，段吉國，董秀紅采用熱氧化著色法、化學浸漬法、化學染色法3種處理工藝對化學鍍Ni-P合金試件進行了著色處理， 獲得了具有紫銅色、 黃色、 藍色、 綠色、 黑色等色彩的Ni-P合金裝飾鍍層， 經(jīng)過400℃熱氧化處理后該試件的維氏硬度仍可達到930，著色的鍍層在強酸、強堿、腐蝕性極強的鹽和有機酸中均表現(xiàn)出較好的耐蝕性能。實驗結果表明， 對化學鍍Ni-P鍍層著色處理， 可以得到既具有優(yōu)良化學性能又具有裝飾性能的鍍件[12]

15、。</p><p>　　化學鍍在織物金屬化處理中的應用</p><p>　　化學鍍作為一種優(yōu)良的表面金屬化處理技術，已應用在織物功能整理領域。文中綜述了化學鍍在織物金屬化處理中的研究現(xiàn)狀；介紹了織物化學鍍的預處理(除油、粗化、敏化和活化)、主要金屬的化學鍍和后處理工藝，并指出提高鍍液穩(wěn)定性、改善這類織物的服用性能、減輕環(huán)保負荷和開發(fā)多元復合鍍層等，是今后織物化學鍍的研究方向[13]。<

16、;/p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法、技術路線及研究難點，預期達到的目標</p><p>　　本次論文所研究的就是先分別對滌綸織物進行化學鍍銅、化學鍍鎳和化學鍍銀，在進行織物化學鍍工藝研究的同時，確定最佳鍍液配方和施鍍時間；接著對滌綸織物進行著色，著色可分三種方法進行，第一種是選擇合適的染料在不同階段（如化學鍍前期、化學鍍中期、化學鍍后期）加入鍍液中，在化學鍍過程中進行染色

17、，研究化學鍍工藝條件對鍍層質量及染色均勻性、牢度及鮮艷性的影響，從而分析出化學鍍工藝條件、染液配方對鍍層質量、染色質量的影響，得出最佳施鍍工藝條件；第二種是對金屬鍍層織物進行染色，研究染液配方及染色工藝條件對染色質量及鍍層織物功能的影響，從而研究染色工藝技術條件對染色后鍍層織物的理化性能影響，得出最佳工藝條件；第三種是對鍍層織物進行涂料染色，研究著色后織物的理化性能及染色牢度等，從而研究涂料染色技術條件對染色后鍍層織物的理化性能影響，得

18、出最佳工藝條件。</p><p>　　四、論文詳細工作進度和安排</p><p>　　2010年11月22日～2011年1月10日 調研、收集資料與撰寫開題報告。</p><p>　　2011年1月11日～2011年1月20日 熟悉本項目的相關資料，確定實驗方案，準備原材料。</p><p>　　2011年1月21日～2011年5月15

19、日 完成實驗、測試工作，并做好記錄。</p><p>　　2011年5月16日～2011年5月23日 撰寫畢業(yè)論文，完成論文初稿。</p><p>　　2011年5月24日～2011年05月26日 畢業(yè)論文修改和定稿上交。</p><p>　　2011年5月27日～2011年05月30日 指導老師畢業(yè)論文評閱。</p><p>　　2

20、011年05月31日～2011年06月10日 畢業(yè)答辯及成績評定 。</p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　【1】杜寧，羅欣，汪曉東.化學鍍法制備電磁屏蔽聚酯織物的研究[J].北京化工大學學報，2007，Vol.34-No.3，275-278</p><p>　　【2】張翼，宜天鵬.電磁屏蔽材料的研究現(xiàn)狀及進展

21、[J].安全與電磁兼容，2006，（6）：77-81</p><p>　　【3】RajendraK A，Yenamandra S，Gunasekaran R A，et a1．Varahramyan．Electroless copper deposition on siliconwith titanium seed layer[J]．Materials Chemistry andPhysics，2006，98(1)

22、：95—102．</p><p>　　【4】Chert Y J，Cao M S，Xu Q，et a1．Electroless nickelplating on silicon carbide nanoparticles[J]．Surface andCoatings Technology,2003，172(1)：90—94．</p><p>　　【5】曹夢，唐雪嬌，韓長秀，等．非金屬基體化學

23、鍍鎳在電磁屏蔽方面的研究現(xiàn)狀[J]．天津化工，2006，20(4)：4-5．</p><p>　　【6】Swadesh K P,Das Sharma A，Basu R N，et a1．Preparation of nickel coated YSZ powder forapplication as an anode for solid oxide fuel cells[J]．Journal ofPower Sou

24、rces，2004，129(2)：138-142．</p><p>　　【7】甘雪萍，仵亞婷，劉磊，沈彬，胡文彬，以次磷酸鈉為還原劑滌綸織物化學鍍銅研究[J]．功能材料，（2007)05一0782一05</p><p>　　【8】詹建朝，張輝，沈蘭萍，滌綸織物化學鍍鎳的研究[J]．上海紡織科技，（2006)06-0015．04</p><p>　　【9】黃少強，邱文

25、革，李生華，非金屬材料表面化學鍍銀[J]．北京工業(yè)大學學報，（2005）01—0075—06</p><p>　　【10】劉榮立，張輝，王鳳榮，滌綸織物化學鍍銅著色研究[J]．紡織科技進展，（2008)02--0024--02</p><p>　　【11】劉榮立，張輝，滌綸織物化學鍍銀著色研究[J]．紡織高?；A科學學報，（2008)01一0121一0</p><p&g