滌綸織物表面納米級(jí)鈀活化層的制備及性能研究

利用化學(xué)迪穆?tīng)柤夹g(shù)在絲綢表面上形成了薄金屬?gòu)?fù)合層，在聲波保護(hù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。1實(shí)驗(yàn)1.1rapod聯(lián)合u3000實(shí)驗(yàn)用水材料:滌綸平紋織物.試劑:殼聚糖(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,脫乙酰度≥90.0%),鈀鹽、醋酸、甲醛均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為去離子水.儀器:臺(tái)灣Rapid電動(dòng)均勻軋車;85-2恒溫磁力攪拌器;數(shù)字粘度計(jì),NanoScopeIV型掃描探針顯微鏡(SPM)(美國(guó)Veeco公司),D/Max-2550PC型X射線衍射儀(XRD)(日本RIGAKU公司),R235DMR-1C型電阻儀(南京達(dá)明儀器有限公司).1.2該工藝化學(xué)鍍膜主要采用還原劑,使金屬離子還原沉積在基材上形成金屬膜1.2.1高聚糖基羥基化學(xué)鍍前處理液的制備織物化學(xué)鍍前須用殼聚糖的醋酸溶液進(jìn)行前處理,并用甲醛作為交聯(lián)劑.殼聚糖分子鏈上富含特殊的氨基、羥基功能團(tuán),可以與貴金屬離子發(fā)生絡(luò)合,以提高鍍層與基材的附著度,并為活化處理作準(zhǔn)備,作為化學(xué)鍍析出金屬的核心.前處理液由殼聚糖的醋酸溶液及交聯(lián)劑甲醛組成,采用二浸二軋工藝進(jìn)行處理,并用烘箱60℃烘30min后待用.1.2.2激活激活采用配位自組裝原理1.2.3鎳磷液[鍍液的制備通過(guò)化學(xué)鍍鎳磷合金來(lái)測(cè)試活化層的催化作用.將經(jīng)過(guò)活化處理的滌綸織物放入化學(xué)鍍鎳磷液[鍍液的主要成分:六水硫酸鎳20~30g/L,檸檬酸三鈉10~15g/L,次亞磷酸鈉20~30g/L,醋酸鈉15~25g/L,pH值為7]中,在磁力攪拌下于60℃反應(yīng)30min,50℃化學(xué)鍍40min.1.3測(cè)試采用鍍層后織物的表面接觸電阻(用電阻儀測(cè)試)和增重率來(lái)表征電磁屏蔽效果2殼聚糖活化層的制備作為提供催化活化中心的金屬離子鈀,如何控制其與殼聚糖的活性基團(tuán)發(fā)生有序配合,減少納米顆粒發(fā)生團(tuán)聚是該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在.這就需要考慮自組裝載體的選擇、交聯(lián)劑的成膜性、溶劑用量等對(duì)活化層制備的影響.2.1殼聚糖溶液的粘度殼聚糖是選用的鈀絡(luò)合分散體系,不溶于水、強(qiáng)酸和堿溶液,但可溶于大多數(shù)有機(jī)酸.選取4種常用的溶劑,分別配制出10g/L殼聚糖溶液,粘度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1.從表1可以看出,對(duì)于相同質(zhì)量濃度的殼聚糖溶液,其粘度隨溶劑酸性的增強(qiáng)而下降,而溶液的粘度直接影響殼聚糖在織物上的成膜性,粘度小成膜薄,膜易破損;而粘度大則可能成膜性較好,與織物結(jié)合較緊密.因此,選用醋酸作為殼聚糖的溶劑.2.2影響激活層工作效率的因素2.2.1殼聚糖用量對(duì)織物表面電阻的影響殼聚糖吸附劑可以吸附多種重金屬離子采用不同用量殼聚糖整理液對(duì)滌綸織物進(jìn)行浸軋?zhí)幚?浸鈀鹽溶液后再進(jìn)行化學(xué)鍍鍍鎳磷合金.從圖1可知,在殼聚糖用量為5~10g/L時(shí),織物表面電阻隨著殼聚糖用量的增加而降低,而增重率逐漸升高.原因是殼聚糖作為載體與Pd2.2.2溶劑用量殼聚糖不溶于水,但利用其—NH2.2.3交聯(lián)劑用量對(duì)織物表面電阻的影響根據(jù)文獻(xiàn)由圖3可知,加入交聯(lián)劑后,織物表面電阻呈下降趨勢(shì),增重率逐漸提高;在交聯(lián)劑用量達(dá)到5.8mL/L時(shí)表面電阻達(dá)到最小值310mΩ,隨著交聯(lián)劑用量繼續(xù)增加,織物表面電阻又逐漸升高,最終維持在370mΩ左右,而增重率開(kāi)始下降.原因是交聯(lián)劑的加入有利于殼聚糖與鈀離子的結(jié)合,提高了鈀離子在織物表面的吸附,從而引發(fā)化學(xué)鍍達(dá)到最佳效果.殼聚糖的交聯(lián)反應(yīng)一般發(fā)生在活性較高的—NH2.3織物表面鍍層的表征從圖4可知,樣品在2θ=17.700°、22.859°、25.699°處有滌綸織物的特征衍射峰,在2θ=47.297°處有一微弱的衍射峰,這與鈀晶型(200)的特征衍射峰(參照J(rèn)CPDS87-0645)相符.衍射峰較弱和鈀的用量很低或鈀在織物表面分布較均勻有關(guān).所以,殼聚糖除了具有極強(qiáng)的配位絡(luò)合能力外,還可以有效防止鈀粒子的聚集.從圖5可以看出,經(jīng)過(guò)活化處理后,活化膜表面成分均勻,金屬顆粒如黑點(diǎn)狀分布在織物表面,粒徑較小,大部分在2nm左右.表明在織物表面確實(shí)形成了殼聚糖-鈀活化膜,殼聚糖對(duì)鈀粒子的配位絡(luò)合作用限制了鈀粒子的團(tuán)聚,獲得了均勻的活化鈀膜,增加了其表面活性.3織物表面鍍層的制備制備活化膜的較佳工藝:殼聚糖10g/L,醋酸3%甲醛5.8mL/L.通過(guò)殼聚