電磁屏蔽用化學(xué)鍍金屬化織物的研究現(xiàn)狀

徐文龍，劉志才，焦玉雪，陳 虎，熊 杰

(浙江理工大學(xué) 先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018)

電磁屏蔽用化學(xué)鍍金屬化織物的研究現(xiàn)狀

徐文龍，劉志才，焦玉雪，陳 虎，熊 杰

(浙江理工大學(xué) 先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018)

電磁屏蔽織物作為功能性織物，具有廣泛的應(yīng)用前景。介紹了各種電磁屏蔽織物的性能特點(diǎn)，綜述了化學(xué)鍍織物的制備原理、生產(chǎn)工藝、性能參數(shù)及研究現(xiàn)狀。

金屬化；電磁屏蔽；化學(xué)鍍；導(dǎo)電織物

隨著物質(zhì)生活水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展，人們使用電子、電器產(chǎn)品和設(shè)備越來越多，如電腦、手機(jī)、電視、冰箱、空調(diào)等等，在使用過程中，電磁輻射已成為人們生存環(huán)境中新的威脅，稱為“電磁污染”，是繼水、空氣和噪聲之后的第四大環(huán)境污染[1]。此外，由于電磁泄漏引起的信息安全問題，還可直接威脅到國家的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事的安全[2]。因此，探索和研究電磁屏蔽材料，防止電磁污染，保護(hù)環(huán)境，保護(hù)人體健康，已經(jīng)成為當(dāng)今世界亟待解決的問題。

金屬化織物屏蔽電磁波，其作用是將電磁波過濾、吸收或反射，使之減弱。此外，金屬化織物還具有其他功能，如抗靜電、抗菌防臭等[3]。同時(shí)它又保留了織物的易于裁剪縫制，手感柔軟等特點(diǎn)，可以制成不同的幾何形狀對(duì)輻射源進(jìn)行屏蔽，而且還可以縫制成屏蔽服、屏蔽帽等，使工作人員免受電磁波的輻射，是理想的屏蔽材料[4]。在各種電磁屏蔽材料中，金屬化織物正是由于具有這些獨(dú)特的性質(zhì)而越來越受到人們的關(guān)注，近年來發(fā)展迅速。

1 金屬化織物的制備方法

金屬化織物按照制備方法不同，主要有以下幾類：金屬纖維混紡織物、金屬涂層織物、真空鍍織物、硫化銅織物、化學(xué)鍍織物等。

金屬纖維混紡織物是將金屬絲拉成金屬纖維，然后與服用纖維混紡成紗，最后織成混紡織物。金屬纖維具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐高溫性。但金屬纖維橫截面是不規(guī)則的多邊形，摩擦系數(shù)大，對(duì)混紡工藝要求較高。

金屬涂層織物是在樹脂涂料中加入導(dǎo)電磁性顆粒形成導(dǎo)電涂料，然后涂覆到織物的表面而得。導(dǎo)電涂層金屬化織物生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、成本較低、耐磨性和耐化學(xué)腐蝕性好，但是涂層與基體織物的黏結(jié)牢度對(duì)涂層工藝的依賴性很大，如果涂層工藝使用不當(dāng)，往往會(huì)造成涂層脫落的現(xiàn)象，同時(shí)用涂層法生產(chǎn)的金屬化織物也存在手感粗糙、透氣性差、電磁屏蔽效果不理想等不足。

真空鍍織物是在真空條件下，使金屬形成蒸汽后沉積到織物表面得到金屬化織物。真空鍍的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、安全環(huán)保、鍍膜速度快，但是存在著金屬鍍層與基體纖維結(jié)合力弱、容易脫落的缺點(diǎn)。

硫化銅織物是將含有氰基的纖維置于含有二價(jià)銅離子及可以使該銅離子還原成一價(jià)銅離子的還原劑(如金屬銅、硫酸亞鐵、葡萄糖等)的溶液中加熱處理，使亞銅離子和氰基結(jié)合，繼而在含硫物質(zhì)(如硫化鈉、二氧化硫脲、雕白粉等)溶液中加熱處理，使纖維轉(zhuǎn)變?yōu)橥庥^綠色的導(dǎo)電織物[5]。硫化銅織物保留原織物的特點(diǎn)，質(zhì)地輕薄，柔軟透氣，吸濕滑爽，但導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能一般。

化學(xué)鍍過程實(shí)質(zhì)是化學(xué)氧化還原反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移、無外電源的化學(xué)沉積過程。與電鍍相比，化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)主要有：基體種類多，可以是金屬、半導(dǎo)體，也可以是非金屬，鍍層有很好的化學(xué)、機(jī)械和磁性性能[6]?；瘜W(xué)鍍可以制備大批量的電磁屏蔽織物，且織物具有鍍層均勻性好、致密度高、電磁屏蔽效能優(yōu)越等特點(diǎn)?；瘜W(xué)鍍金屬化織物主要有鍍鎳、鍍銅、鍍銀及各種金屬的復(fù)合鍍織物。

2 化學(xué)鍍的制備原理與工藝流程

化學(xué)鍍方法制備電磁屏蔽織物就是利用還原劑將電解質(zhì)溶液中的金屬離子化學(xué)還原在呈活性催化的織物表面，沉積出與基體織物牢固結(jié)合的鍍覆層，從而獲得金屬化織物[7]。制備工藝一般包括除油、粗化、敏化與活化、化學(xué)鍍。

除油：織物表面的油漬、污垢會(huì)影響金屬鍍層與織物的結(jié)合牢度，所以在施鍍之前必須先除去。

粗化：粗化的實(shí)質(zhì)是對(duì)織物表面進(jìn)行刻蝕，使織物纖維表面形成許多孔洞結(jié)構(gòu)，造成織物表面粗糙，以增大基體的比表面積，同時(shí)經(jīng)過粗化的纖維表面會(huì)出現(xiàn)一些親水性基團(tuán)，可以降低織物的表面能，從而保證鍍層與織物纖維的結(jié)合更加牢固。

敏化與活化：通過敏化、活化后，織物表面就可以吸附數(shù)量足夠的貴金屬催化中心，促使化學(xué)鍍穩(wěn)定連續(xù)地進(jìn)行，從而獲得均勻的化學(xué)鍍金屬層。

化學(xué)鍍：利用氧化還原反應(yīng)，在經(jīng)過敏化、活化處理的織物表面沉積上一層均勻的金屬層。

3 化學(xué)鍍織物的性能參數(shù)

3.1 表面電阻與電磁屏蔽效能

根據(jù)Schelkunoff電磁屏蔽理論，織物表面鍍層的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率直接影響到電磁屏蔽效能的強(qiáng)弱。材料的導(dǎo)電性越好，其電磁屏蔽效能就越好，影響織物表面電阻的因素都可以影響電磁屏蔽效能，如鍍金屬的種類、鍍層的厚度、鍍層的微觀結(jié)構(gòu)等。

詹建朝等[8]研究了增重率對(duì)化學(xué)鍍銀織物的表面電阻和電磁屏蔽效能的影響，如表1、圖1所示。

表1 增重率對(duì)織物表面電阻的影響Tab.1 Effect of Weight Gain Rate on Surface Resistance of Fabrics

圖1 增重率對(duì)織物平均電磁屏蔽效能的影響Fig.1 Effect of Weight Gain on Average Electromagnetic Shielding of Fabrics

隨著增重率的變大，織物的表面電阻下降和電磁屏蔽效能增加比較明顯，當(dāng)增重率達(dá)70 %后又趨于緩慢，這是因?yàn)榻饘馘儗釉诳椢锉砻娴亩逊e從不連續(xù)到連續(xù)的轉(zhuǎn)變?？紤]到鍍層對(duì)織物的服用性能有不利影響及成本問題，應(yīng)該在滿足防電磁輻射性能的前提下，盡量減小鍍層厚度。

周梁青[9]研究了化學(xué)鍍織物表面電阻的形成機(jī)理和影響因素，推導(dǎo)了表面電阻的理論計(jì)算公式：

式(1)中：D為被還原金屬的密度；M為主金屬鹽的質(zhì)量；L1為電磁輻射防護(hù)織物的長(zhǎng)度；m1為被還原金屬的原子量；m2為主金屬鹽的分子質(zhì)量；ρ為附著在織物表面的金屬層的電阻率。

實(shí)際測(cè)得的織物表面電阻要高于理論計(jì)算值，這是由于金屬鍍層的不均勻性和化學(xué)鍍反應(yīng)的不完全性所致。選擇合適的主金屬鹽種類及其數(shù)量與織物數(shù)量的比例、降低金屬層的不均勻性、提高化學(xué)鍍主反應(yīng)的程度、抑制副反應(yīng)，能有效降低織物的表面電阻，有利于提高電磁屏蔽效能[9]。

3.2 結(jié)合牢度、耐摩擦性、耐洗滌性

金屬鍍層與基體織物的結(jié)合牢度是化學(xué)鍍織物中的重要參數(shù)，直接關(guān)系到電磁屏蔽織物耐摩擦性和耐洗滌性。影響結(jié)合牢度的因素主要是前處理中粗化效果的好壞。

趙俊等[10]研究了氫氧化鈉、苯酚、聚乙二醇-600粗化液對(duì)滌綸織物的粗化效果，圖2是使用3種不同粗化液粗化后再化學(xué)鍍鎳得到的織物對(duì)其進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：使用氫氧化鈉的粗化效果最好，在滌綸基體上可獲得良好結(jié)合力的化學(xué)鍍層。圖3[11]是經(jīng)過不同堿減量處理時(shí)間后化學(xué)鍍銅織物的耐洗滌性試驗(yàn)。結(jié)果表明：未經(jīng)堿減量處理或處理時(shí)間短者，隨著水洗時(shí)間延長(zhǎng)，表面電阻迅速上升，表明其耐洗性很差；而堿減量處理時(shí)間長(zhǎng)者，耐洗滌性提高。這是由于適當(dāng)?shù)膲A減量處理可使纖維表面形成微觀凹坑，增大比表面積，促進(jìn)金屬鍍層與織物的牢固結(jié)合。

圖2 不同粗化液的摩擦次數(shù)與試樣失重質(zhì)量的關(guān)系Fig.2 Sample Weight Loss Versus Friction Time Curves for Different Roughening Solution

圖3 鍍層表面接觸電阻隨水洗時(shí)間的變化Fig.3 Surface Contact Resistance of Deposits after Different Washing Times

3.3 抗氧化性

抗氧化性也是化學(xué)鍍織物的重要指標(biāo)，金屬化織物的抗氧化性能與鍍層的微觀結(jié)構(gòu)、鍍金屬的種類等因素有關(guān)，特別是對(duì)于鍍銅織物。

由于金屬銅容易被氧化，為了提高鍍銅織物的抗氧化性能，甘雪萍[12]研究使用了先在滌綸上化學(xué)鍍銅，然后再鍍上一層鎳磷合金保護(hù)層的方法。結(jié)果表明：這種方法可以有效地提高抗氧化性。如表2、表3所示，隨著鎳保護(hù)層重量的增加，織物在100 ℃下恒溫處理和NaCl溶液浸泡后的表面電阻變化越小，也就是導(dǎo)電織物的抗氧化性越好。

表2 導(dǎo)電織物100℃下恒溫處理后的表面電阻 mΩ/sqTab.2 The Surface Resistance of Conductive Fabrics after Heat Treatment at 100 ℃

表3 導(dǎo)電織物NaCl溶液浸泡后的電阻 mΩ/sqTab.3 The Surface Resistance of Conductive Fabrics after Immersion in NaCl Solution

3.4 透氣性、強(qiáng)度

化學(xué)鍍金屬化織物的透氣性與金屬鍍層的厚度有關(guān)，金屬鍍層的厚度越厚，透氣性能越差，但鍍金屬層太薄，又會(huì)對(duì)織物的電磁屏蔽效能產(chǎn)生不利影響，這就要求在電磁屏蔽效能與透氣性之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，在滿足電磁屏蔽效能的條件下減小金屬鍍層的厚度。對(duì)于織物的強(qiáng)度，也有類似的情況，在前處理中，為了提高基體與金屬鍍層的結(jié)合牢度，一般采用堿減量粗化處理，它會(huì)降低織物本身的強(qiáng)度，所以這種堿減量處理要控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

4 化學(xué)鍍織物的研究現(xiàn)狀

4.1 前處理方面的研究

織物的前處理包括除油、粗化、敏化活化。它們對(duì)后面的化學(xué)鍍效果會(huì)產(chǎn)生極其重要的影響，因此研究前處理工藝對(duì)化學(xué)鍍有著非常重要的意義。

粗化一般使用強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液進(jìn)行處理，會(huì)造成一定的污染，且比較耗時(shí)。相比之下，使用等離子體進(jìn)行粗化處理更加環(huán)保，處理時(shí)間短，只需要數(shù)秒時(shí)間就可以達(dá)到粗化要求。

Simor[13]，Yuen[14]研究用等離子體對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理后化學(xué)鍍鎳，結(jié)果表明等離子體的處理可以有效地提高鍍層與基體的結(jié)合牢度及鍍層的均勻性。

Han等[15]研究發(fā)現(xiàn)，用KCl作活化劑效果比SnCl2更好，當(dāng)SnCl2與PdCl2的摩爾比為1∶8，活化溫度40 ℃時(shí)，通過在PET纖維表面化學(xué)鍍銅得到的金屬化織物性能優(yōu)異，電磁屏蔽效能在100 MHz～1.8 GHz之間最高可以達(dá)到50 dB。

PdCl2是常用于活化劑的貴金屬離子化合物，但由于氯化鈀價(jià)格昂貴，在一定程度上限制了其使用，這促使了AgNO3作為活化劑的研究[16-17]。Guo[18]使用AgNO3作為活化劑進(jìn)行化學(xué)鍍銅，結(jié)果顯示AgNO3作活化劑也可以得到均勻的鍍銅層，所得到的鍍層晶態(tài)屬于面心結(jié)構(gòu)，證明了AgNO3可以代替PdCl2作為活化劑，從而避免了使用價(jià)格昂貴的PdCl2，降低了成本。

4.2 化學(xué)鍍鎳方面的研究

化學(xué)鍍鎳技術(shù)已經(jīng)比較成熟，施鍍條件及鍍液配方不同，得到鍍鎳織物含磷量也不同。早期的產(chǎn)品一般是含磷量為5 %～7 %的中磷產(chǎn)品，后來又研制成含磷量在9 %～12%的高磷產(chǎn)品，近年來又研制了含磷量在1 %～4 %的低磷產(chǎn)品。含磷量不同的鍍層物理化學(xué)性能也不同，含磷量越低，其導(dǎo)電性能越好，電磁屏蔽效能也越好。鍍鎳織物一般具有較好的耐磨性和耐腐蝕性。

Jiang等[19]用化學(xué)鍍方法制備了鍍Ni-P的電磁屏蔽織物，并研究了織物的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)Ni-P鍍層是均勻致密地沉積在織物表面的，當(dāng)Ni-P鍍層中含磷量大于7 %時(shí)，鍍層呈現(xiàn)的是無定形結(jié)構(gòu)，并且化學(xué)鍍鎳增加了織物的疏水性和抗靜電性能，但對(duì)織物的透氣性和縮水性影響很小。

Guo等[20]比較系統(tǒng)地研究了施鍍溫度對(duì)鍍速、Ni-P鍍層的表面形貌、化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：升高溫度可以提高化學(xué)反應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，從而促使施鍍速率的提高；但是化學(xué)反應(yīng)中磷的沉積對(duì)溫度的敏感性比鎳的沉積更強(qiáng)，當(dāng)溫度升高的時(shí)候，磷的沉積速率提高比鎳的沉積速率要快，所以隨著溫度的升高，Ni-P鍍層中磷的含量也增加，Ni-P鍍層處于無定形的瘤狀結(jié)構(gòu)，并且瘤狀結(jié)構(gòu)的大小隨著溫度的升高而變大。

Shinagawa等[21]的研究結(jié)果顯示：Ni-P鍍層中磷的含量對(duì)表面電阻和電磁屏蔽效能影響很大，表面電阻隨著鍍層中含磷量的增加而增加，這使得電磁屏蔽效能變差。林一帆[22]在文章中提到現(xiàn)今制備的Ni-P合金鍍層的含磷量一般在3 %～15 %之間變動(dòng)，含磷量會(huì)直接影響鍍鎳織物的電性能、磁性能、抗腐蝕性和機(jī)械性能。

另外，傅雅琴[23]，胡智文[24]等研究了在滌綸織物表面化學(xué)鍍鎳，結(jié)果表明鍍鎳導(dǎo)電滌綸織物具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、耐磨性、耐洗性和優(yōu)越的電磁波屏蔽效能，在2 160～3 360 MHz范圍內(nèi)，電磁波屏蔽率達(dá)99.7 %以上。

4.3 化學(xué)鍍銅方面的研究

化學(xué)鍍銅采用的主鹽大多是硫酸銅，甲醛、次磷酸鈉、硼氫化鈉和肼等作為還原劑，并添加絡(luò)合劑如酒石酸、EDTA等，其中甲醛為還原劑化學(xué)鍍銅的技術(shù)最成熟，但會(huì)造成環(huán)境污染，因而被嚴(yán)格限制，于是促進(jìn)了次磷酸鈉作還原劑化學(xué)鍍銅的研究和應(yīng)用。

Gan[25-26]等人研究了使用次磷酸鹽作為還原劑在滌綸織物表面化學(xué)鍍銅，結(jié)果顯示：當(dāng)鍍液中鎳離子濃度高于0.003 mol/L，溫度高于65 ℃時(shí)就可以獲得連續(xù)的鍍層，且鍍銅速率隨著溫度、pH值和鎳離子濃度的增加而加快；為改善鍍層的性能，還研究了添加劑K4Fe(CN)6對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)添加劑K4Fe(CN)6的加入可以減緩鍍銅速率，同時(shí)提高鍍層的致密性，從而提高鍍層的導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能，當(dāng)鎳離子濃度為0.003 8 mol/L，K4Fe(CN)6質(zhì)量分?jǐn)?shù)為百萬分之二，鍍銅量為40 g/m2時(shí)，制備得到的鍍銅織物電磁屏蔽效能在100 MHz～20 GHz的頻率范圍內(nèi)可達(dá)85 dB。

Guo等[27]研究了主鹽硫酸銅濃度對(duì)鍍銅速率、鍍層成分、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面電阻和電磁屏蔽效能的影響，結(jié)果顯示：起初當(dāng)硫酸銅濃度增加時(shí)，鍍銅速率快速增加，但當(dāng)硫酸銅質(zhì)量濃度達(dá)到6 g/L時(shí)，鍍銅速率反而下降；鍍層中銅含量隨硫酸銅濃度增加而增加，同時(shí)鎳含量減少很快，磷含量也略微減少；鍍層呈現(xiàn)瘤狀結(jié)構(gòu)，致密性隨著硫酸銅濃度增加而增加，且鍍層的結(jié)晶度提高，導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能也隨之變好。

Li等[28]研究了在低pH值條件下用次磷酸鈉作還原劑、HEDTA為絡(luò)合劑的化學(xué)鍍銅，著重考察添加劑硫脲對(duì)化學(xué)鍍銅的影響，闡述了硫脲在溶液中的作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)硫脲的加入可以增強(qiáng)次磷酸鈉在銅表面氧化的活性，從而極大地加快化學(xué)鍍銅的速率。結(jié)果顯示添加百萬分之一的硫脲就可以使鍍銅速率從1 μm/h增加到4 μm/h，鍍層晶體的尺寸增加，導(dǎo)電性也得到很大改善。

4.4 化學(xué)鍍銀方面的研究

化學(xué)鍍銀是利用“銀鏡反應(yīng)”，一般是用還原劑與銀氨溶液反應(yīng)，將銀離子還原成單質(zhì)銀沉積到基體表面。與鍍銅、鎳織物相比，成本較高，但采用化學(xué)鍍銀方法得到的金屬化織物，其電磁屏蔽性能更好，同時(shí)織物還具有柔軟、透氣特性，因此，在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的今天，越來越顯示出其巨大的市場(chǎng)潛力。

張輝等[29]分別使用了葡萄糖、蔗糖、甲醛、肼、酒石酸鉀鈉作為還原劑進(jìn)行化學(xué)鍍銀，對(duì)各種還原劑得到的化學(xué)鍍銀層結(jié)構(gòu)和表面形貌、成分進(jìn)行分析，并對(duì)電磁波屏蔽性能進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：蔗糖作還原劑的化學(xué)鍍層與纖維結(jié)合牢固，鍍層表面光滑、晶粒較?。黄浯螢殡?、酒石酸鉀鈉和甲醛鍍銀織物；而葡萄糖鍍銀織物因表面反應(yīng)不完全而較差。各種還原劑得到的鍍層銀元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在95 %以上，且結(jié)晶度在45 %～60 %之間。隨著鍍層厚度的增加，電磁波屏蔽效能開始時(shí)增加明顯，當(dāng)厚度達(dá)到一定值后又趨于穩(wěn)定。當(dāng)增重率基本相同時(shí)，不同還原劑鍍銀織物的電磁波屏蔽效能有所不同，其中蔗糖鍍銀織物電磁波屏蔽性能最好，SE可以達(dá)到75 dB以上，其次為肼、酒石酸鉀鈉和甲醛鍍銀織物，而葡萄糖鍍銀織物電磁波屏蔽效果較差。

另外，張輝等[30]還通過正交試驗(yàn)研究了化學(xué)鍍銀過程中影響鍍速的因素，試驗(yàn)結(jié)果表明，影響沉積速度程度的大小順序?yàn)椋簆H值＞硝酸銀＞蔗糖＞氨水。最佳工藝配方為：硝酸銀5.4 g/L，氨水12 g/L，蔗糖25 g/L，氫氧化鉀3.5 g/L，乙醇100 mL/L，pH12.5，溫度35 ℃。并且提出利用超聲波輔助進(jìn)行的化學(xué)鍍銀，鍍速會(huì)得到明顯提高，鍍層顆粒均勻，堆積致密。

王政等[31]研究了在聚氨酯纖維表面化學(xué)鍍銀，通過對(duì)纖維電導(dǎo)率的測(cè)試，探討了纖維電導(dǎo)率與鍍液條件的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)硝酸銀濃度、還原劑濃度、堿用量、鍍液溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)纖維電導(dǎo)率都有影響；研究了鍍銀纖維的電導(dǎo)率與纖維表面所沉積金屬銀的質(zhì)量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)鍍銀纖維的電導(dǎo)率與纖維表面所沉積金屬銀的量有著直接的關(guān)系。隨著纖維表面所沉積的金屬銀相對(duì)質(zhì)量的增加，纖維電導(dǎo)率也升高。當(dāng)硝酸銀用量3.5 g/100 mL，蔗糖用量7 g/100 mL，氫氧化鉀用量2.5 g/100 mL，溫度達(dá)到45 ℃，反應(yīng)時(shí)間達(dá)20 min時(shí)，制備得到的鍍層電導(dǎo)率最大。

焦紅娟等[32]在PET纖維表面化學(xué)鍍銀，探討了氨水濃度、裝載量及穩(wěn)定劑對(duì)纖維化學(xué)鍍銀的影響。實(shí)驗(yàn)表明，φ＝0.10的氨水濃度有利于化學(xué)鍍銀；通過調(diào)整裝載量，可提高纖維的增重率和硝酸銀的利用率；穩(wěn)定劑氨水的加入可阻止鍍液自分解，但對(duì)包覆層的均勻性和致密性有影響。電性能測(cè)試表明，鍍銀纖維的體積電阻率可達(dá)3.35×10-3Ω·cm。

4.5 復(fù)合鍍方面的研究

由于單一金屬化織物或多或少地存在著一些不足，如鍍鎳織物耐氧化、耐腐蝕，但導(dǎo)電性不如銅；而鍍銅織物導(dǎo)電性較好，但容易被氧化；鍍銀織物導(dǎo)電性和電磁屏蔽效能好，但價(jià)格昂貴。為此人們研制了復(fù)合鍍織物，這種織物能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，優(yōu)于單一金屬化織物。

例如傅雅琴[19]等采用先甲醛為還原劑化學(xué)鍍銅，然后鍍上鎳保護(hù)層得到金屬化電織物，這種織物具備了銅優(yōu)異的導(dǎo)電性，同時(shí)又兼具鎳的耐腐蝕、耐氧化的優(yōu)點(diǎn)。另外劉立榮、張輝等[33-35]成功地制備了鎳-銅、銅-銀、銀-鎳雙層化學(xué)鍍的滌綸織物，結(jié)果表明，復(fù)合鍍織物在一些性能上優(yōu)于單一金屬化學(xué)鍍織物。

5 結(jié) 語

前人已經(jīng)對(duì)化學(xué)鍍做了大量的研究，鍍鎳、鍍銅技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是工業(yè)中用于鍍銅的還原劑主要是甲醛，會(huì)造成環(huán)境污染，所以目前的研究主要集中在使用其他還原劑替代甲醛方面，如用次磷酸鈉作為還原劑，但目前對(duì)以次磷酸鈉為還原劑化學(xué)鍍銅工藝的研究仍不夠充分，還有很多問題需要解決，如次亞磷酸鈉還原性弱、得到的鍍層結(jié)構(gòu)疏松、多孔，電阻率高，次磷酸鈉的消耗量大等問題。

在化學(xué)鍍銀織物方面，還存在著不少問題，如化學(xué)鍍銀液的穩(wěn)定性差，一般只能穩(wěn)定20 min左右。因此研究穩(wěn)定的化學(xué)鍍銀配方，是各國學(xué)者早就致力于探討的重要課題。如何控制化學(xué)鍍銀的速度也是一個(gè)亟待解決的重要問題。同時(shí)，在生產(chǎn)中，如何維護(hù)好鍍液，如何做到鍍液的重復(fù)利用等都需深入研究。

[1]萬剛，李榮德.電磁屏蔽材料的進(jìn)展[J].屏蔽技術(shù)與屏蔽材料，2003(1)：40-41，45.

[2]呂德龍.電磁屏蔽技術(shù)[J].新技術(shù)與新工藝，1996(1)：8.

[3]陳棟梁.織物的金屬化處理及其產(chǎn)品應(yīng)用前景(一)[J].印染，2001(9)：31-35.

[4]張碧田，李國勛，瞿俊瑛，等.電磁屏蔽纖維的制備及應(yīng)用[J].環(huán)境工程，1995，13(5)：38-40.

[5]林一帆.織物金屬化[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，10(1)：14-17.

[6]李寧.化學(xué)鍍實(shí)用技術(shù)[M].北京：化工工業(yè)出版社，2004.

[7]梁志杰.現(xiàn)代表面鍍覆技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005：254-255.

[8]詹建朝，張輝，沈蘭萍.不同增重率化學(xué)鍍銀電磁屏蔽織物的研究[J].表面技術(shù)，2006，35(3)：25-27.

[9]周梁青.化學(xué)鍍電磁輻射防護(hù)織物表面電阻的形成機(jī)理和影響因素的探討[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2004，22(4)：36-39.

[10]趙俊，呂廣庶，王迎春，等.滌綸織物化學(xué)鍍鎳前處理粗化工藝的研究[J].電鍍與涂飾，2006，25(5)：16-19.[11]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(bào)：自然科學(xué)版，2007，34(3)：275-278.

[12]甘雪萍.電磁屏蔽用導(dǎo)電滌綸織物制備新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究[D].上海：上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2007.

[13]SIMOR M, Rahel J, Cernak M, et al. Atmospheric-pressure Plasma Treatment of Polyester Nonwoven Fabrics for Electroless Plating[J]. Surface and Coatings Technology,2003, 172: 1-6.

[14]YUEN C W M, JIANG S Q, KAN C W, et al. In fluence of Surface Treatment on the Electroless Nickel Plating of Textile Fabric[J]. Applied Surface Science, 2007, 253:5250-5257.

[15]HAN E G, KIM E A, OH K W. Electromagnetic Interference Shielding Effectiveness of Electroless Cu-plated Fabrics[J].Synthetic Metals, 2001, 123:469-476.

[16]傅雅琴，袁駿.滌綸織物銀催化銅鎳復(fù)合鍍的研究[J].合成纖維，2000，29(3)：32-34,37.

[17]陸邵聞，王煒，孫國琴.新型鈀-銀聯(lián)合活化電磁屏蔽材料的工藝初探[J].紡織學(xué)報(bào)，2008，29(1)：49-53.

[18]GUO R H, JIANG S Q, YUEN C W M, et al. An Alternative Process for Electroless Copper Plating on Polyester Fabric[J]. J Mater Sci: Mater Electron, 2009, 20: 33–38.

[19]JIANG S Q, GUO R H. Effect of Polyester Fabric through Electroless Ni-P Plating[J]. Fibers and Polymers, 2008, 9(6)：755-760.

[20]GUO R H, JIANG S Q, YUEN C W M, et al. Microstructure and Electromagnetic Interference Shielding Effectiveness of Electroless Ni–P Plated Polyester Fabric[J]. J Mater Sci:Mater Electron, 2009,20: 735-740.

[21]SHINGAWA S, KUMAGAI Y Uabe K. Conductive Papers Containing Metallized Polyester Fibers for Electromagnetic Interference Shielding[J]. Journal of Porous Materials,1999, 6:185–190.

[22]林一帆.織物化學(xué)鍍金屬研究[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，11(1)：24-30.

[23]傅雅琴，陳文興，袁駿，等.化學(xué)鍍鎳導(dǎo)電滌綸織物的研究[J]. 浙江絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，16(1)：1-5.

[24]胡智文，傅雅琴，陳文興.化學(xué)鍍鎳滌綸抗靜電纖維研究[J]. 紡織學(xué)報(bào)，2000，21(5)：45-47.

[25]GAN X P, WU Y T, LIU L, et al. Electroless Plating of Cu–Ni–P Alloy on PET Fabrics and Effect of Plating Parameters on the Properties of Conductive Fabrics[J]. Journal of Alloys and Compounds,2008, 455: 308–313.

[26]GAN X P, WU Y T, LIU L, et al. Effects of K4Fe(CN)6on Electroless Copper Plating Using Hypophosphite as Reducing Agent[J]. Journal of Applied Electrochemistry,2007, 37: 899–904.

[27]GUO R H, JIANG S Q, YUEN C W M, et al. Effect of Copper Content on the Properties of Ni–Cu–P Plated Polyester Fabric[J]. Journal of Applied Electrochemistry, 2009, 39:907–912.

[28]LI J, PAUL A, KOHL. The Acceleration of Nonformaldehyde Electroless Copper Plating[J]. Journal of the Electro-Chemical Society, 2002, 149(12): C631-C636.

[29]張輝，沈蘭萍，詹建朝.滌綸織物不同還原劑化學(xué)鍍銀及防電磁波性能[J].材料工程，2007(5)：31-35.

[30]張輝，詹建朝，沈蘭萍.滌綸織物超聲波輔助化學(xué)鍍銀[J]. 表面技術(shù)，2006，35(5)：37-39.

[31]王政,趙炯心.鍍銀聚氨酯纖維的導(dǎo)電性能研究[J].合成技術(shù)及應(yīng)用，2007，22(3)：21-24.

[32]焦紅娟，郭紅霞，李永卿，等.鍍銀導(dǎo)電纖維的制備和性能[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，32(2)：173-176.

[33]劉榮立，張輝.滌綸織物化學(xué)鍍鎳銅合金研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)：工程技術(shù)版，2008，23(1)：25-28.

[34]張輝，劉榮立.滌綸織物銅-銀雙層化學(xué)鍍研究[J].表面技術(shù)，2008，37(2)：21-22.

[35]劉榮立，張輝，羅珊.滌綸織物銀-鎳雙層化學(xué)鍍研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，27(2)：36-39.

The Current Status of Electroless Plating Metallic Fabrics Used as Electromagnetic Shielding Material

XU Wen-long, LIU Zhi-cai, JIAO Yu-xue, CHEN Hu, XIONG Jie

(Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018, China)

As a functional fabric, electromagnetic shielding fabrics have a wide application prospects.Performances and characteristics of variety kinds of electromagnetic shielding fabrics were introduced in this paper. The principle of preparation, production process, property characteristics and current research situation were reviewed in detail.

Metallic; Electromagnetic shielding; Electroless plating; Conductive fabrics

TS106.85

A

1001-7003(2010)09-0015-06

2010-03-15；

2010-04-22

浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)科研項(xiàng)目(20090105)；教育部長(zhǎng)江學(xué)者與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT0654)

徐文龍(1984－ )，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ軓?fù)合材料。通訊作者：熊杰，男，教授，博導(dǎo)，jxiong@zstu.edu.cn。