尼龙66织物面料复合电磁屏蔽材料的制备及性能研究

摘要

伴随高频化、信息化、数字化电子仪器的发展，外界环境中辐射干扰的能量密度不可避免的增加，造成前所未有的电磁环境恶化。人类生存空间、社会的发展和生态环境协调受到严重影响。因此，开展复合电磁屏蔽材料的探索与研究成为关乎人类身体健康的重要课题。随着社会的进步，屏蔽材料向着低密度、易加工、高屏蔽效能研究方向拓展。尼龙66（PA66）织物具有密度小、耐腐蚀、可剪裁且价格低的优点，可用作轻质复合电磁屏蔽基底。金属化学镀织物具有优良的加工和导电性能。但是单一的化学镀层有其难以克服的缺点，复合镀可以采用化学镀与电镀结合，与化学镀相比，电镀层结构致密、牢固且耐腐蚀。　　本课题以面密度40g/m2，经纬密度3.3 tex，厚度50μm，大小200×200mm的PA66平纹织物为基材，通过预处理、化学导电化镀Ag、Cu或其复合镀层后电镀Ni的方法制备得到质量轻、耐腐蚀性好、屏蔽效能高的复合电磁屏蔽织物。研究PA66 不同预处理条件，优选 PA66 表面化学镀导电化镀层种类，研究不同条件对导电PA66表面复合电镀镍性能的影响。具体研究内容如下：　　①通过对比，利用有机溶剂相似相容去胶脂效果好。探索溶剂种类-失重率、浸没时间-失重率规律，发现体积比为 1∶1∶1 的丙酮：乙醇：水溶剂浸没 60 min 的去胶脂完全。观察粗化失重率、粗化SEM形貌和粗化后镀镍S EM形貌，得到温度30℃，乙酸浓度1 mol/L，盐酸浓度1.5 mol/L，时间40 min的稀HCl/乙酸的乙醇溶液粗化后化学镀效果最好。实验选择Sn-Pd溶液敏化、活化，HCl溶液解胶。　　②通过重量法考察在AgNO3浓度40g/L，时间90min，温度15℃有最优PA66镀Ag面密度56g/m2；在体积比1∶3，时间15min，温度65℃有最优PA66镀Cu面密度52g/m2，且PA66化学镀Ag/Cu（69g/m2）比Cu/Ag（63g/m2）的面密度高。观察实物、OM、SEM表明化学镀Ag/C u织物镀层覆盖最完全；EDS、XRD表明化学镀得到相应的金属镀层，屏蔽性能测试表明化学镀Ag/Cu屏蔽效能最好。　　③通过实物、OM、 SEM、EDS、XRD图表明导电PA66表面电镀镍后织物表面覆盖都较完全，但化学镀Ag/Cu-电镀Ni覆盖最均匀、致密，且金属属性强。VSM 表明 PA66-Ag/Cu-Ni 饱和磁化强度（42emu/g）明显高于 PA66-Cu/Ag-Ni （31emu/g）。Tafel表明PA66-Ag/Cu-Ni的腐蚀电位越来越大，腐蚀电流越来越小，所以其耐腐蚀越来越好。复合电镀织物屏蔽机理可知，增加磁性层，材料的屏蔽性能增大。屏蔽性能测试表明PA66-Ag/Cu-Ni屏蔽效能（80dB～104dB）最好。

目录

1绪论

1.1复合电磁屏蔽材料简介

1.1.1电磁辐射的简介

1.1.2电磁辐射的危害

1.1.3减少电磁辐射的方法

1.1.4开展复合电磁屏蔽材料的意义

1.2复合电磁屏蔽材料的分类

1.3复合电磁屏蔽材料屏蔽机理

1.4.1复合电磁屏蔽材料国外的研究现状

1.4.2复合电磁屏蔽材料国内的研究现状

1.5论文研究的目的和主要内容

2实验

2.1实验仪器及所用材料与试剂

2.1.1实验仪器

2.1.2实验药品及试剂

2.1.3实验面料

2.2实验方案

2.2.1实验工艺流程图

2.2.2尼龙66表面预处理

2.2.3尼龙66表面导电化化学镀Ag、Cu

2.2.4导电尼龙66表面复合电镀Ni

2.3实验表征及其仪器

2.3.1织物面密度及增重率的测定

2.3.2织物表面形貌分析

2.3.3织物表面元素分析

2.3.4织物磁强度分析

2.3.5织物电磁屏蔽效能分析

2.3.6织物耐腐蚀性能分析

3结果与讨论

3.1尼龙66表面预处理工艺优化

3.1.1去胶与除油

3.1.2粗化

3.1.3敏化与活化

3.1.4解胶

3.2.1化学镀Ag条件的确定

3.2.2化学镀Cu条件的确定

3.2.3化学镀Ag、Cu复合镀条件的确定

3.2.4化学镀表面形貌分析

3.2.5化学镀表面EDS分析

3.2.6化学镀表面XRD分析

3.2.7化学镀电磁屏蔽性能分析

3.3.1复合电镀Ni工艺的确定

3.3.2复合电镀Ni表面形貌分析

3.3.3复合电镀Ni表面EDS分析

3.3.4复合电镀Ni表面XRD分析

3.3.5复合电镀Ni表面VSM分析

3.3.6复合电镀Ni耐腐蚀性能分析

3.3.7复合电镀Ni电磁屏蔽机理分析

3.3.8复合电镀Ni电磁屏蔽性能分析

4结论

参考文献

附录

A作者在攻读硕士学位期间发表的论文和专利目录

B学位论文数据集

致谢