織物化學(xué)鍍著色技術(shù)研究【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p><b>　　紡織工程</b></p><p>　　織物化學(xué)鍍著色技術(shù)研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　通?；瘜W(xué)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(yīng)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(xué)鍍技術(shù)是一種優(yōu)勢明顯的材料金屬化手段，已經(jīng)應(yīng)用于材料的防腐、耐磨保護(hù)、裝飾等領(lǐng)域[1]。該技術(shù)以其工藝簡便、節(jié)能、環(huán)保日益受到人們的關(guān)注。表面金屬化織物不僅是一種良好的導(dǎo)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(xué)鍍使用范圍很廣，鍍金層均勻、裝飾性好。在防護(hù)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(dǎo)電性、潤滑性能等特殊功能，因而成為全世界表面處理技術(shù)的一個發(fā)展。</p><p>　　目前，對化學(xué)鍍的研究在施鍍工藝、鍍層結(jié)構(gòu)與性能、影響鍍層性能兇素以及鍍件應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用領(lǐng)域。有研究人員通過不同的處理方法對鍍層進(jìn)行著色研究，但有關(guān)織物化學(xué)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(yīng)用的化學(xué)鍍液至今，化學(xué)鍍技術(shù)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(yīng)用于微電子、航空航天、汽車制造、能源、材料等領(lǐng)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(fù)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(dǎo)率[6]等方面，化學(xué)鍍技術(shù)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(xué)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(jì)70年代，上海市紡織科學(xué)研究院就開始在選定的基布上進(jìn)行化學(xué)鍍銀的研究。目前，化學(xué)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(jìn)行化學(xué)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(jì)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(xué)鍍商品。</p><p>　　二、相關(guān)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(xué)鍍銅研究</p><p>　　上海交通大學(xué)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(xué)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(xué)鍍銅層的晶體結(jié)構(gòu)、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(dǎo)電滌綸織物的表面電阻和電磁屏蔽效能。研究表明化學(xué)鍍銅溶液的成分和操作條件對化學(xué)鍍銅的沉積速度、鍍層成分、結(jié)構(gòu)和表面形貌具有重大的影響，化學(xué)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(dǎo)致鍍層疏松[7]。</p><p

9、>　　（二）滌綸織物化學(xué)鍍鎳的研究</p><p>　　嘉興學(xué)院的詹建朝，張輝，沈蘭萍用化學(xué)鍍鎳技術(shù)對滌綸織物進(jìn)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(xué)鍍鎳織物表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和分析，測試了滌綸織物化學(xué)鍍鎳前后服用性能的變化，并對導(dǎo)電性和電磁波屏蔽性能進(jìn)行了測試。結(jié)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(dāng)質(zhì)量增加70％，化學(xué)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(xué)鍍銀</p><p>　　北京工業(yè)大學(xué)的黃少強，邱文革，李生華介紹了非金屬材料表面化學(xué)鍍銀工藝及研究現(xiàn)狀，非金屬材料化學(xué)鍍銀工藝包括表面預(yù)處理和實施化學(xué)鍍銀2個步驟， 其中表面預(yù)處理過程包括粗化、

11、敏化和活化。根據(jù)化學(xué)鍍銀反應(yīng)機理，分別探討了還原法、置換法和自組裝方法。研究認(rèn)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(xué)鍍方法，特別適用于對鍍層結(jié)合力要求較高的化學(xué)鍍過程[9]。</p><p>　　滌綸織物化學(xué)鍍銅著色研究</p><p&g

12、t;　　西安工程大學(xué)的劉榮立，張輝，王鳳榮用化學(xué)染色法和化學(xué)浸漬法對化學(xué)鍍銅滌綸織物進(jìn)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(jié)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(xué)鍍銀著色研究</p>

13、<p>　　西安工程大學(xué)劉榮立，張輝采用化學(xué)染色法對化學(xué)鍍銀滌綸織物進(jìn)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(jié)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(xué)鍍鎳磷鍍層的著色處理</p><p>　　大慶石

14、油學(xué)院的張翼，張麗峰，段吉國，董秀紅采用熱氧化著色法、化學(xué)浸漬法、化學(xué)染色法3種處理工藝對化學(xué)鍍Ni-P合金試件進(jìn)行了著色處理， 獲得了具有紫銅色、 黃色、 藍(lán)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(dá)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(jié)果表明， 對化學(xué)鍍Ni-P鍍層著色處理， 可以得到既具有優(yōu)良化學(xué)性能又具有裝飾性能的鍍件[12]

15、。</p><p>　　化學(xué)鍍在織物金屬化處理中的應(yīng)用</p><p>　　化學(xué)鍍作為一種優(yōu)良的表面金屬化處理技術(shù)，已應(yīng)用在織物功能整理領(lǐng)域。文中綜述了化學(xué)鍍在織物金屬化處理中的研究現(xiàn)狀；介紹了織物化學(xué)鍍的預(yù)處理(除油、粗化、敏化和活化)、主要金屬的化學(xué)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(fù)荷和開發(fā)多元復(fù)合鍍層等，是今后織物化學(xué)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(shù)路線及研究難點，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　本次論文所研究的就是先分別對滌綸織物進(jìn)行化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍銀，在進(jìn)行織物化學(xué)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(jìn)行著色，著色可分三種方法進(jìn)行，第一種是選擇合適的染料在不同階段（如化學(xué)鍍前期、化學(xué)鍍中期、化學(xué)鍍后期）加入鍍液中，在化學(xué)鍍過程中進(jìn)行染色

17、，研究化學(xué)鍍工藝條件對鍍層質(zhì)量及染色均勻性、牢度及鮮艷性的影響，從而分析出化學(xué)鍍工藝條件、染液配方對鍍層質(zhì)量、染色質(zhì)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(jìn)行染色，研究染液配方及染色工藝條件對染色質(zhì)量及鍍層織物功能的影響，從而研究染色工藝技術(shù)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(jìn)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(shù)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(xì)工作進(jìn)度和安排</p><p>　　2010年11月22日～2011年1月10日 調(diào)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(guān)資料，確定實驗方案，準(zhǔn)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(dǎo)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(xiàn)</b></p><p>　　【1】杜寧，羅欣，汪曉東.化學(xué)鍍法制備電磁屏蔽聚酯織物的研究[J].北京化工大學(xué)學(xué)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(jìn)展

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