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导电棉织物、氨纶丝的制备与性能研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 导电织物

1.1.1 智能纺织品的发展状况

1.1.2 导电织物的研究进展

1.2 化学镀银导电纤维

1.2.1 化学镀银

1.2.2 化学镀银的基本操作过程

1.2.3 化学镀液的组成与配置

1.3 化学镀前处理概况

1.3.1 化学镀前处理的概况

1.3.2 传统表面活化处理

1.3.3 表面活化新方法

1.4 多巴胺衍生物、聚多巴胺的应用概况

1.4.1 多巴胺衍生物的研究现状

1.4.2 聚多巴胺改性的研究现状

1.5 本论文的研究内容及课题意义

第二章 导电棉织物、氨纶丝的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 聚多巴胺改性制备导电棉织物的实验过程

2.2.3 聚多巴胺改性制备导电氨纶丝的实验过程

2.2.4 硅烷偶联剂改性制备导电氨纶丝的实验过程

2.2.5 性能测试与表征

第三章 导电棉织物实验数据分析

3.1 引言

3.2 镀银棉织物的形貌分析

3.2.1 镀银棉织物实物图

3.2.2 导电棉织物的表面形貌

3.3 导电棉织物的表面元素分析

3.4 镀银反应时间对镀银棉织物的影响

3.5 导电棉织物的性能测试

3.5.1 导电性能测试分析

3.5.2 水洗性能测试分析

3.5.3 热稳定性测试分析

3.5.4 电磁屏蔽性能测试分析

3.6 本章小结

第四章 导电氨纶丝的测试与性能研究

4.1 引言

4.2 氨纶丝粗化工艺探索—化学法

4.2.1 氢氧化钠浓度对粗化效果的影响

4.2.2 粗化效果测试与分析

4.2.3 实验总结

4.3 氨纶丝粗化工艺探索—物理法

4.3.1 紫外线照射对粗化效果的影响

4.3.2 实验过程

4.3.3 粗化效果测试与分析

4.3.4 总结

4.4 聚多巴胺改性制备的导电氨纶丝性能表征

4.4.1 导电氨纶丝的表面形貌

4.4.2 导电氨纶丝的导电性测试结果分析

4.4.3 导电氨纶丝的增重率测试结果分析

4.4.4 导电氨纶丝力学性能测试结果分析

4.4.5 导电氨纶丝的水洗稳定性测试结果分析

4.4.6 导电氨纶丝的热稳定性测试结果分析

4.5 硅烷偶联剂改性导电氨纶丝的制备与性能测试

4.5.1 硅烷化处理氨纶丝的影响因素和工艺

4.5.2 硅烷处理的导电氨纶丝的表面形貌

4.5.3 硅烷化处理的导电氨纶丝的官能团分析

4.5.4 硅烷化处理的导电氨纶丝的表面元素分析

4.5.5 硅烷化处理的导电氨纶丝的水洗稳定性测试分析

4.6 导电氨纶丝的应用

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

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摘要

导电纤维作为柔性传感器的主要材料之一,在生物抗菌、电磁屏蔽、抗静电、智能服装等领域有重要的应用。本文主要研究了一种在棉织物、氨纶丝表面进行聚多巴胺改性的化学镀前处理方法,成功的在纤维和织物表面生成银催化活化层,引发化学镀银,从而生成一层致密的镀银层。此方法改进了传统的敏化活化的方法,是一种无靶化学镀。克服了原方法中的工艺复杂、贵金属与基体结合力差、环境污染严重等问题,该工艺具有良好的应用前景。
  在导电棉织物、氨纶丝的制备与性能研究课题进展中,聚多巴胺改性化学镀法制备导电棉织物的过程为:棉织物去油、多巴胺自聚反应在棉织物表面,进行改性处理、放入银氨溶液中进行聚多巴胺还原反应、葡糖糖还原反应,在棉织物表面生成一层颗粒均匀的镀银层。主要研究聚多巴胺改性和化学镀的机理,探究试剂浓度、反应时间对棉织物镀银效果、织物导电性和导电稳定性的影响。棉织物的导电性和耐水性的影响因素。经过SEM、XPS分析,可知棉织物表面有一层致密的银镀层。当多巴胺浓度为6g/L,银氨溶液浓度为0.25M时制备的导电棉织物导电性、耐水洗性效果最好。经网络分析仪发现,镀银后的棉织物的电磁屏蔽效能到达60dB左右,电磁屏蔽效果很好。
  在氨纶丝表面进行聚多巴胺改性化学镀实验,实验步骤包括:去油、粗化、多巴胺自聚反应、银氨溶液还原反应、葡萄糖还原反应。本章主要探讨化学粗化法和紫外线照射法对氨纶丝粗化效果的影响,得到最优工艺。镀银后的氨纶丝表面有一层致密,颗粒均匀的银颗粒,还具有很好的导电性和导电稳定性。
  在聚多巴胺/氨纶丝基础上,与KH550、KH580反应,氨纶丝表面生成巯基(-SH),完成巯基改性,经化学镀银,在氨纶丝表面生成均匀的银镀层。在成熟的化学镀银的条件,探究巯基改性的最佳工艺。正交试验得到制备导电氨纶丝的最优工艺:多巴胺浓度为:6g/L,KH550的浓度为130g/L,KH580的浓度为110g/L,银氨溶液的浓度为0.12M。最优工艺条件下制备的导电氨纶丝与原工艺制备的相比,耐水洗性提高。导电氨纶丝可用于制备柔性传感器。

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