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空心微珠是20世纪五、六十年代发展起来的一种新型微粒材料。作为一种价廉质轻的芯材,空心微珠具有许多优点,它无毒、自润滑、分散性和流动性好,导热系数小、保温、电绝缘、隔音、稳定性好,广泛应用于航空、航天、机械、物理、化学、电绝缘及军事领域。在纺织工业中,空心微珠曾用于保温涂料和光回归反射织物的开发,效果明显。研究表明,表面金属化的玻璃微珠具有吸波特性和电磁屏蔽性能。若能将其应用于织物涂层整理,赋予织物相应功能,既能取代昂贵的金属粉体降低成本,又能获得轻质涂层,填补现有研究的空缺,应用前景比较广阔。在此背景下,本文以200目空心微珠为主要轻质载体,采用化学镀的方法在载体表面沉积一层金属,得到表面镍、铜、银金属化的空心微珠,并初步探讨其在电磁屏蔽织物和热防护织物中的应用。
在空心微珠化学镀覆金属过程中,空心微珠化学镀覆金属的关键是前处理工艺。实验采用HF对微珠进行粗化处理,并研究了其浓度对微珠刻蚀作用的影响,得到处理的最佳浓度。
表面金属化空心微珠的镀层形貌、成份测试结果表明:镀镍、镀铜微珠的表层主要成分为Ni、Cu,产物包覆完整,镀层均匀、致密。不同还原剂对化学镀银空心微珠的表面形态结构有影响,镀层的主要成份均为Ag,但所得镀层表面银含量不同,且银层的微观形貌、厚度和致密情况有差别,以葡萄糖作还原剂的镀银微珠外观色泽最为光亮,表面镀层最为致密。不同还原剂化学镀银微珠表面镀层的晶体结构与单质银相似,均为面心立方结构,但衍射峰值高低不同,以葡萄糖配方的镀银微珠峰值最高。葡萄糖配方镀银微珠和酒石酸钾钠配方镀银微珠的导电性能比较好。
将表面金属化空心微珠应用在功能性织物涂层整理中,通过测试涂层的截面形貌、织物的导电性、电磁屏蔽性能以及防热辐射性能,探讨了不同填加量下微珠在涂层中的分散状况,及其对织物功能性的影响,得到最佳涂料配比,同时还比较了相同微珠填加量下不同金属系别涂层织物的性能差异。结果表明,表面不同金属化空心微珠涂层整理织物的性能存在明显差别,以葡萄糖配方的镀银微珠涂层整理织物的导电性能及在2250~2650MHZ波段的电磁屏蔽效果与相同工艺条件下银粉涂层织物的效果相当,同时热防护性能也比较好。
此外,针对此次实验的不足,本文还提出了一些有待进一步探讨的问题。