高性能電磁屏蔽功能化防護紡織品產業化關鍵技術研究
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新材料 | 課題來源: | 地方計劃 |
起止時間: | 2012.01 至2014.12 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 中期階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
本項目研究了高性能電磁屏蔽功能化防護紡織品產業化關鍵技術,采用等離子體粗化環境友好技術對化學鍍電磁屏蔽織物進行預處理,提出了高分子載體新型電磁屏蔽用導電織物化學鍍活化工藝,研制了基于PAMAM-Pd活化及HBP-NH2/Ag+活化的化學鍍銅導電織物,電磁屏蔽性能優異,適用范圍廣,改變了傳統電磁屏蔽織物化學鍍的粗化、敏化和活化等前處理的復雜工藝,解決了規模化生產中存在的污染、工藝復雜、成本高、織物電磁屏蔽效能低等問題,采用化學鍍和電鍍的方法,在織物表面形成銅/鎳多層金屬鍍層,與合作單位進行工藝生產試驗,開發了環保性和功能性的防護服系列產品。已申請國家發明專利4項,其中授權2項,獲實用新型專利1項,發表論文12篇。研究成果已初步產業化,并取得了一定的經濟效益和社會效益。
主要研究成果包括:
1、采用新型環境友好型常壓等離子技術對滌綸織物進行粗化處理,等離子體處理只在纖維表面0~100?處進行刻蝕粗化,隨著等離子處理腔體中極板間距的減小和處理時間的增加,纖維粗化程度增加,電磁屏蔽織物的鍍層牢度增加。當等離子體粗化工藝以空氣為介質,極板間距為4mm,處理時間為1200sec時,滌綸織物粗化處理后纖維表面形成孔洞和空穴,在化學鍍銅后取得與堿粗化相當的鍍層牢度,而且對纖維的損傷小,清潔生產,友好環境。
2、合成了樹狀大分子(PAMAM)和超支化聚酰胺-胺聚合物 (HBP-NH2),利用其分子中-NH2、-OH對金屬離子顯著的螯合吸附作用,研究了PAMAM對催化劑鈀的絡合性能,探討了HBP-NH2與Ag+的配位機理。分別以PAMAM-Pd及HBP-NH2/Ag+為活化劑,將貴金屬鈀或銀錨固在纖維表面,在織物表面形成具有催化能力的高分子載體活化層。研究發現2.0G PAMAM-Pd活化劑誘導的化學鍍層均勻、致密,電磁屏蔽效能最高,將比例為10:8的HBP-NH2/Ag+活化液處理滌綸織物后,可直接引發化學鍍銅反應,化學鍍銅后織物磁屏蔽效果最好。這種高分子載體活化法改變了傳統的敏化和活化的復雜工藝,使得鍍層結合力更為均勻牢固,減少貴金屬用量。
3、分別以PAMAM-Pd、HBP-NH2/Ag+絡合物為活化液,研究了滌綸織物化學鍍銅工藝,制備了電磁屏蔽織物,省去了傳統工藝中繁瑣的粗化、敏化等工序,具有易操作、環保、節能、成本低廉的優點。通過正交試驗和單因素實驗得出了PAMAM-Pd活化化學鍍銅的最佳工藝,研究分析了各鍍液組分對導電織物表面方阻及表觀形貌的影響,制備的導電織物鍍層均勻有光澤,電磁屏蔽效能達到60~80dB,表面方阻達到20mΩ/sq,電磁屏蔽性能和服用性能優異,織物纖維與金屬鍍層的結合力>5(透明膠帶法);有毒金屬含量:Pb、Cd、Hg、Cr<5ppm,金屬層厚度為1.685~3.370μm。以HBP-NH2/Ag+為活化液制備了化學鍍銅導電滌綸織物,通過正交試驗得到了化學鍍銅的最佳工藝條件;研究了以HBP-NH2/Ag+為活化液的化學鍍銅反應的熱力學和動力學,計算得到了化學鍍銅反應的表觀活化能Ea=49.45kJ/mol及化學鍍銅反應的動力學方程。制備的導電滌綸織物鍍層均勻緊密厚實,銅鍍層結合牢固,電磁屏蔽效能為80-125dB,電磁屏蔽性能優異,適用范圍廣。
4、采用化學鍍和電鍍的方法,對化學鍍銅后的織物進行復合鍍,在織物表面形成多元金屬鍍層,分別以方阻值、最大K/S值為評判標準確定最佳配方和工藝條件,采用亞磷酸體系作為電鍍液的配方,研究鍍銅織物表面電鍍鎳磷合金工藝,分析硫酸鎳濃度、氯化鎳濃度、亞磷酸濃度和時間等因素對復合鍍層織物電磁屏蔽效能的影響。得到的多元復合鍍層織物比鍍銅織物具有更高的電磁屏蔽效能,還有良好的耐氧化、耐擦及耐酸耐腐蝕等性能,能夠滿足惡劣環境中使用的需求,應用范圍比鍍銅織物更為廣泛。
5、與上海滬邦印染有限公司和上海紡織裝飾有限公司合作,利用研究的電磁屏蔽織物的加工技術開發了環保性和功能性的防護服系列產品,研究滌綸、全棉、CVC等面料及制品的電磁屏蔽(防輻射)、抗靜電、防紫外線等功能開發,以及與阻燃功能相結合的復合生產工藝與加工技術,研究了金屬化織物染整加工工藝,解決了客戶要求較高強力需求難題,并對其工業化生產工藝進行設計和產品在市場上的開拓和推廣應用,形成年產21.55萬米電磁屏蔽防靜電多功能防護面料的一定規模生產能力,使電磁屏蔽防靜電多功能防護產品迅速進入國際防護制品市場,取得了一定的經濟效益和社會效益。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 小批量或小范圍應用 | 擬轉化方式: | 合作研發 |
單位概況
完成單位: | 上海工程技術大學 | ||
單位地址: | 上海市龍騰路333號 | ||
單位電話: | 021-67791000 |
聯系方式
聯系人: | 黃婷 | 聯系人電話: | 021-67791238 | 聯系人Email: |
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