论文部分内容阅读
针对日趋严重的电磁污染问题,提出基于磁性粉体共混改性制备屏蔽纤维的构想,借助共混改性工艺、正交实验设计方法和法兰同轴电磁屏蔽测试等方式,将纳米Fe3O4通过共混纺丝法与尼龙66复合制备出纳米Fe3O4改性的尼龙66纤维,同时研究能提高尼龙66织物屏蔽效能的表面环保化学镀铜及化学镀镍工艺,并将该工艺用在纳米Fe3O4改性尼龙66纤维表面化学镀上。其具体研究内容如下:
①采用水热法合成α-Fe2O3、Fe3O4及Ni-Fe3O4纳米材料,磁性性能分析表明三种材料中Fe3O4的饱和磁化强度最高,为85.027emu/g。将α-Fe2O3、Fe3O4和Ni-Fe3O4纳米材料在相同条件下与分别水性聚氨酯混合,制备的电磁屏蔽涂料涂覆于尼龙66织物上,法兰同轴测试测试出上述α-Fe2O3、Fe3O4和Ni-Fe3O4涂料包覆的织物在100kHz~1MHz范围的电磁屏蔽效能最高分别可达1dB,6dB和5d B,因此,选用纳米Fe3O4作为改性尼龙66材料;
②将纳米Fe3O4按1%,2%,3%,4%,5%的质量比例与尼龙66切片通过共混改性纺丝,制备出不同纳米Fe3O4含量的尼龙66短纤,研究表明随着纳米Fe3O4加入量的增多,短纤力学性能下降,磁性性能升高。随着纳米Fe3O4加入量增多,在纺丝过程中会导致喷丝板堵塞,滤网击穿现象。选择0.8mm孔径喷丝板及160目滤网,并采用2%含量的纳米Fe3O4/尼龙66切片进行熔融纺丝,获取的初生丝断裂强度可达0.5cN/dtex,然后将纳米Fe3O4/尼龙66长丝编织成织物样品并测试出改性织物样品在100kHz~1MHz范围内的电磁屏蔽效能最高可达1dB;
③采用尼龙66织物为对象,通过设计正交实验方法,以化学镀镀速为评判标准,研究NaH2PO2·H2O化学镀铜的主次影响因素为NaOH>NaH2PO2·H2O>NiSO4>Na3C6H5O7·2H2O>温度。结合织物镀层的牢固性测试方法,探究NaOH和NaH2PO2的浓度对化学镀铜织物的影响,研究表明当NaOH和NaH2PO2浓度分别为25g/L和70g/L时,镀层效果最好,而且基于此,研究得出最优的化学镀铜配方。尼龙66织物用该配方化学镀铜后织物在30MHz~1.5GHz范围内的电磁屏蔽效能为65dB,腐蚀电流密度为2.307×10-5A/cm2。当在织物上进一步化学镀镍时可以提高该织物的电磁屏蔽效能(70dB)和耐腐蚀性(腐蚀电流密度为1.042×10-5A/cm2)。
④当将化学镀铜和化学镀镍工艺应用在纳米Fe3O4/尼龙66纤维表面时,XRD分析表明,该纤维在化学镀后展现出铜、镍及Fe3O4的特征衍射峰,同时在金相显微镜中可以观测到明显的金属镍和金属铜镀层。
①采用水热法合成α-Fe2O3、Fe3O4及Ni-Fe3O4纳米材料,磁性性能分析表明三种材料中Fe3O4的饱和磁化强度最高,为85.027emu/g。将α-Fe2O3、Fe3O4和Ni-Fe3O4纳米材料在相同条件下与分别水性聚氨酯混合,制备的电磁屏蔽涂料涂覆于尼龙66织物上,法兰同轴测试测试出上述α-Fe2O3、Fe3O4和Ni-Fe3O4涂料包覆的织物在100kHz~1MHz范围的电磁屏蔽效能最高分别可达1dB,6dB和5d B,因此,选用纳米Fe3O4作为改性尼龙66材料;
②将纳米Fe3O4按1%,2%,3%,4%,5%的质量比例与尼龙66切片通过共混改性纺丝,制备出不同纳米Fe3O4含量的尼龙66短纤,研究表明随着纳米Fe3O4加入量的增多,短纤力学性能下降,磁性性能升高。随着纳米Fe3O4加入量增多,在纺丝过程中会导致喷丝板堵塞,滤网击穿现象。选择0.8mm孔径喷丝板及160目滤网,并采用2%含量的纳米Fe3O4/尼龙66切片进行熔融纺丝,获取的初生丝断裂强度可达0.5cN/dtex,然后将纳米Fe3O4/尼龙66长丝编织成织物样品并测试出改性织物样品在100kHz~1MHz范围内的电磁屏蔽效能最高可达1dB;
③采用尼龙66织物为对象,通过设计正交实验方法,以化学镀镀速为评判标准,研究NaH2PO2·H2O化学镀铜的主次影响因素为NaOH>NaH2PO2·H2O>NiSO4>Na3C6H5O7·2H2O>温度。结合织物镀层的牢固性测试方法,探究NaOH和NaH2PO2的浓度对化学镀铜织物的影响,研究表明当NaOH和NaH2PO2浓度分别为25g/L和70g/L时,镀层效果最好,而且基于此,研究得出最优的化学镀铜配方。尼龙66织物用该配方化学镀铜后织物在30MHz~1.5GHz范围内的电磁屏蔽效能为65dB,腐蚀电流密度为2.307×10-5A/cm2。当在织物上进一步化学镀镍时可以提高该织物的电磁屏蔽效能(70dB)和耐腐蚀性(腐蚀电流密度为1.042×10-5A/cm2)。
④当将化学镀铜和化学镀镍工艺应用在纳米Fe3O4/尼龙66纤维表面时,XRD分析表明,该纤维在化学镀后展现出铜、镍及Fe3O4的特征衍射峰,同时在金相显微镜中可以观测到明显的金属镍和金属铜镀层。