本发明属于导电
技术领域：
，具体涉及一种尼龙纤维表面化学镀银方法。
背景技术：
：pa，又叫尼龙，化学名称是聚酰胺纤维。尼龙由美国杰出的科学家卡罗瑟斯(carothers)及其课题组于1938年合成的世界第一种纤维。1958年，第一批国产己内酰胺试验样品在辽宁省锦西化工厂试制成功，这种合成纤维又被称作“锦纶”，从此拉开了中国合成纤维工业的序幕。随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求越来越高，特别是尼龙作为结构性材料，具有强韧、耐热、耐磨损、耐化学品、摩擦系数低、自润滑、阻燃、使用温度范围宽及易加工等优点，是一种工业中应用广泛的工程塑料，可以用来代替有色金属铜制作机械、化工、电器零部件，如柴油发动机燃油泵齿轮、水泵、高压密封圈或输油管等。聚酰胺纤维的优点众多，但作为一种有机高分子聚合物，它的导电性能较差，限制了它在电子、电力、军事等领域的应用，如何提高聚酰胺纤维的导电性能成为研究的热点。技术实现要素：为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种尼龙纤维表面化学镀银方法。本发明所采用的技术方案为：一种尼龙纤维表面化学镀银方法包括以下步骤：(1)除油：取定量的尼龙纤维放入洁净的容器中，向容器内加入用于降低尼龙纤维的表面张力的碱性除油剂，超声处理，再用稀酸溶液浸泡，最后用去离子水清洗至ph值为7；(2)敏化液a敏化处理：将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属；(3)敏化液b敏化处理：将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中，使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键；(4)活化：将步骤(3)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的银氨溶液中，室温超声一段时间，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成配位性；(5)向步骤(4)所得的溶液中加入定量的葡萄糖还原液，再调节ph值为11-13，均力摇晃容器，溶液由澄清变浑浊再变澄清，尼龙纤维表面完成镀银。进一步地，步骤(1)中，所述碱性除油剂包括氢氧化钠、碳酸钠及阴离子表面活性剂。进一步地，步骤(2)中，敏化液a的组成为：5-15g/lsncl2及5-15g/l65％浓硝酸，将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，室温超声4-6min，先用5-15g/l的naoh浸泡0.5-1.5min，再用去离子水清洗至ph值为7。进一步地，步骤(3)中，敏化液b的制备方法为：50ml0.1mol/l的三羟甲基氨基甲烷，加去离子水稀释至100ml，加入65％硝酸0.5～1g，调节溶液ph值为2～7，再加入3,4-二羟基苯乙胺0.05g，将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中于室温下超声4-6min。进一步地，步骤(4)的银氨溶液的配制过程为：将1-4.18gagno3加入到少量去离子水中溶解，滴加浓氨水至产生褐色沉淀，继续滴加浓氨水至产生的褐色沉淀消失，再滴加浓度为5-15g/l的naoh至溶液呈深褐色，ph值为11-13，然后再滴加浓氨水至深褐色消失，溶液呈澄清透明，定容至250ml。进一步地，步骤(5)中，葡萄糖还原液的配制过程为：将5-15g葡萄糖与1-3g酒石酸加入到容器中，再加入去离子水定容至500ml，加热搅拌至微沸，保持5-15min，冷却至室温，加入乙醇40-60ml，碳酸钠0.1-0.2mol/l，搅匀。进一步地，所述尼龙纤维为pa6纤维。本发明的有益效果为：(1)先利用敏化液a对尼龙纤维进行敏化，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属，再用敏化液b敏化处理使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键，然后进行化学镀，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成良好的配位性，分子之间的相互作用力以及氨基与银离子的良好配位性提高了银镀层在尼龙纤维表面的沉积能力，基体表面化学结构的改变导致了镀层附着力的增强，可以得到镀层牢固的镀银层，从而获得导电性较好的导电纤维，为提高聚酰胺纤维的导电性能提供了有效地途径。(2)尼龙纤维表面镀层的电阻随银氨溶液的浓度的升高呈先降后升的趋势，当银氨溶液的质量百分比为1.1％时，电阻值最低，为0.5～0.7ω·cm-1。(3)本发明的尼龙纤维表面化学镀银方法制得的导电纤维的导电性能优异，抗电磁波辐射能力优良，镀覆银层的pa6对手机2g信号具有显著的电磁屏蔽作用。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。实施例1：本实施例提供一种尼龙纤维表面化学镀银方法，包括以下步骤：(1)除油：取定量的尼龙纤维放入洁净的容器中，向容器内加入用于降低尼龙纤维的表面张力的碱性除油剂，超声处理4-6min，再用质量百分含量为1％的稀硝酸溶液浸泡，最后用去离子水清洗至ph值为7。其中，碱性除油剂包括氢氧化钠、碳酸钠及阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂可选用十二烷基苯磺酸钠，碱性除油剂各组分的含量分别为：氢氧化钠的含量为1％，碳酸钠的含量为0.5％，十二烷基苯磺酸钠的含量为0.1％；还可在碱性除油剂中加入适量乙醇作为消泡剂。除油后尼龙纤维表面张力显著降低，易于后序的敏化。除油剂的更换周期为15～30天。本实施例中选用pa6纤维。(2)敏化液a敏化处理：将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，室温超声4-6min，先用5-15g/l的naoh浸泡0.5-1.5min，再用去离子水清洗至ph值为7，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属；其中，敏化液a的组成为：5-15g/lsncl2及5-15g/l65％浓硝酸。由于亚锡离子易氧化为四价锡离子，四价锡离子易发生水解而产生胶状沉淀使敏化液失效，所以应现配现用，尽量在24h内使用完毕。(3)敏化液b敏化处理：将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中，于室温下超声4-6min，使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键；其中，敏化液b的制备方法为：50ml0.1mol/l的三羟甲基氨基甲烷，加去离子水稀释至100ml，加入65％硝酸0.5～1g，调节溶液ph值为2～7，再加入3,4-二羟基苯乙胺0.05g，将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中。敏化液b中的3,4-二羟基苯乙胺稳定性较差，尤其是在强碱性条件下，易发生分子间的聚合反应，而三羟甲基氨基甲烷是强碱，需加酸调节溶液ph值为2～7，方能使3，4-二羟基苯乙胺稳定存在，敏化液b的更换周期为7～15天。(4)活化：将步骤(3)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的银氨溶液中，室温超声一段时间，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成良好的配位性；其中，银氨溶液的配制过程为：将1gagno3加入到少量去离子水中溶解，滴加浓氨水至产生褐色沉淀，继续滴加浓氨水至产生的褐色沉淀消失，再滴加浓度为10g/l的naoh至溶液呈深褐色，ph值为11-13，然后再滴加浓氨水至深褐色消失，溶液呈澄清透明，定容至250ml。所得的银氨溶液的质量百分比为0.4％。(5)向步骤(4)所得的溶液中加入定量的葡萄糖还原液，再调节ph值为11-13，最好均力向同一方向摇晃容器，溶液由澄清变浑浊再变澄清，尼龙纤维表面完成镀银。其中，葡萄糖还原液的配制过程为：将5-15g葡萄糖与1-3g酒石酸加入到容器中，再加入去离子水定容至500ml，加热搅拌至微沸，保持5-15min，冷却至室温，加入乙醇40-60ml，碳酸钠0.1-0.2mol/l，搅匀。实施例2：本实施例提供一种尼龙纤维表面化学镀银方法，包括以下步骤：(1)除油：取定量的尼龙纤维放入洁净的容器中，向容器内加入用于降低尼龙纤维的表面张力的碱性除油剂，超声处理4-6min，再用质量百分含量为1％的稀硝酸溶液浸泡，最后用去离子水清洗至ph值为7。其中，碱性除油剂包括氢氧化钠、碳酸钠及阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂可选用十二烷基苯磺酸钠，碱性除油剂各组分的含量分别为：氢氧化钠的含量为1％，碳酸钠的含量为0.5％，十二烷基苯磺酸钠的含量为0.1％；还可在碱性除油剂中加入适量乙醇作为消泡剂。除油后尼龙纤维表面张力显著降低，易于后序的敏化。除油剂的更换周期为15～30天。本实施例中选用pa6纤维。(2)敏化液a敏化处理：将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，室温超声4-6min，先用5-15g/l的naoh浸泡0.5-1.5min，再用去离子水清洗至ph值为7，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属；其中，敏化液a的组成为：5-15g/lsncl2及5-15g/l65％浓硝酸。由于亚锡离子易氧化为四价锡离子，四价锡离子易发生水解而产生胶状沉淀使敏化液失效，所以应现配现用，尽量在24h内使用完毕。(3)敏化液b敏化处理：将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中，于室温下超声4-6min，使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键；其中，敏化液b的制备方法为：50ml0.1mol/l的三羟甲基氨基甲烷，加去离子水稀释至100ml，加入65％硝酸0.5～1g，调节溶液ph值为2～7，再加入3,4-二羟基苯乙胺0.05g，将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中。敏化液b中的3,4-二羟基苯乙胺稳定性较差，尤其是在强碱性条件下，易发生分子间的聚合反应，而三羟甲基氨基甲烷是强碱，需加酸调节溶液ph值为2～7，方能使3，4-二羟基苯乙胺稳定存在，敏化液b的更换周期为7～15天。(4)活化：将步骤(3)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的银氨溶液中，室温超声一段时间，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成良好的配位性；其中，银氨溶液的配制过程为：将2gagno3加入到少量去离子水中溶解，滴加浓氨水至产生褐色沉淀，继续滴加浓氨水至产生的褐色沉淀消失，再滴加浓度为10g/l的naoh至溶液呈深褐色，ph值为11-13，然后再滴加浓氨水至深褐色消失，溶液呈澄清透明，定容至250ml。所得的银氨溶液的质量百分比为0.8％。(5)向步骤(4)所得的溶液中加入定量的葡萄糖还原液，再调节ph值为11-13，最好均力向同一方向摇晃容器，溶液由澄清变浑浊再变澄清，尼龙纤维表面完成镀银。其中，葡萄糖还原液的配制过程为：将5-15g葡萄糖与1-3g酒石酸加入到容器中，再加入去离子水定容至500ml，加热搅拌至微沸，保持5-15min，冷却至室温，加入乙醇40-60ml，碳酸钠0.1-0.2mol/l，搅匀。实施例3：本实施例提供一种尼龙纤维表面化学镀银方法，包括以下步骤：(1)除油：取定量的尼龙纤维放入洁净的容器中，向容器内加入用于降低尼龙纤维的表面张力的碱性除油剂，超声处理4-6min，再用质量百分含量为1％的稀硝酸溶液浸泡，最后用去离子水清洗至ph值为7。其中，碱性除油剂包括氢氧化钠、碳酸钠及阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂可选用十二烷基苯磺酸钠，碱性除油剂各组分的含量分别为：氢氧化钠的含量为1％，碳酸钠的含量为0.5％，十二烷基苯磺酸钠的含量为0.1％；还可在碱性除油剂中加入适量乙醇作为消泡剂。除油后尼龙纤维表面张力显著降低，易于后序的敏化。除油剂的更换周期为15～30天。本实施例中选用pa6纤维。(2)敏化液a敏化处理：将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，室温超声4-6min，先用5-15g/l的naoh浸泡0.5-1.5min，再用去离子水清洗至ph值为7，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属；其中，敏化液a的组成为：5-15g/lsncl2及5-15g/l65％浓硝酸。由于亚锡离子易氧化为四价锡离子，四价锡离子易发生水解而产生胶状沉淀使敏化液失效，所以应现配现用，尽量在24h内使用完毕。(3)敏化液b敏化处理：将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中，于室温下超声4-6min，使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键；其中，敏化液b的制备方法为：50ml0.1mol/l的三羟甲基氨基甲烷，加去离子水稀释至100ml，加入65％硝酸0.5～1g，调节溶液ph值为2～7，再加入3,4-二羟基苯乙胺0.05g，将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中。敏化液b中的3,4-二羟基苯乙胺稳定性较差，尤其是在强碱性条件下，易发生分子间的聚合反应，而三羟甲基氨基甲烷是强碱，需加酸调节溶液ph值为2～7，方能使3，4-二羟基苯乙胺稳定存在，敏化液b的更换周期为7～15天。(4)活化：将步骤(3)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的银氨溶液中，室温超声一段时间，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成良好的配位性；其中，银氨溶液的配制过程为：将2.75gagno3加入到少量去离子水中溶解，滴加浓氨水至产生褐色沉淀，继续滴加浓氨水至产生的褐色沉淀消失，再滴加浓度为10g/l的naoh至溶液呈深褐色，ph值为11-13，然后再滴加浓氨水至深褐色消失，溶液呈澄清透明，定容至250ml。所得的银氨溶液的质量百分比为1.1％。(5)向步骤(4)所得的溶液中加入定量的葡萄糖还原液，再调节ph值为11-13，最好均力向同一方向摇晃容器，溶液由澄清变浑浊再变澄清，尼龙纤维表面完成镀银。其中，葡萄糖还原液的配制过程为：将10g葡萄糖与2g酒石酸加入到容器中，再加入去离子水定容至500ml，加热搅拌至微沸，保持5-15min，冷却至室温，加入乙醇50ml，碳酸钠0.1-0.2mol/l，搅匀。实施例4：本实施例提供一种尼龙纤维表面化学镀银方法，包括以下步骤：(1)除油：取定量的尼龙纤维放入洁净的容器中，向容器内加入用于降低尼龙纤维的表面张力的碱性除油剂，超声处理4-6min，再用质量百分含量为1％的稀硝酸溶液浸泡，最后用去离子水清洗至ph值为7。其中，碱性除油剂包括氢氧化钠、碳酸钠及阴离子表面活性剂，阴离子表面活性剂可选用十二烷基苯磺酸钠，碱性除油剂各组分的含量分别为：氢氧化钠的含量为1％，碳酸钠的含量为0.5％，十二烷基苯磺酸钠的含量为0.1％；还可在碱性除油剂中加入适量乙醇作为消泡剂。除油后尼龙纤维表面张力显著降低，易于后序的敏化。除油剂的更换周期为15～30天。本实施例中选用pa6纤维。(2)敏化液a敏化处理：将步骤(1)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液a中，室温超声4-6min，先用5-15g/l的naoh浸泡0.5-1.5min，再用去离子水清洗至ph值为7，使尼龙纤维表面吸附一层具有催化活性的金属；其中，敏化液a的组成为：5-15g/lsncl2及5-15g/l65％浓硝酸。由于亚锡离子易氧化为四价锡离子，四价锡离子易发生水解而产生胶状沉淀使敏化液失效，所以应现配现用，尽量在24h内使用完毕。(3)敏化液b敏化处理：将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中，于室温下超声4-6min，使尼龙纤维表面的羰基官能团与敏化液b中的羟基官能团形成氢键；其中，敏化液b的制备方法为：50ml0.1mol/l的三羟甲基氨基甲烷，加去离子水稀释至100ml，加入65％硝酸0.5～1g，调节溶液ph值为2～7，再加入3,4-二羟基苯乙胺0.05g，将步骤(2)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的敏化液b中。敏化液b中的3,4-二羟基苯乙胺稳定性较差，尤其是在强碱性条件下，易发生分子间的聚合反应，而三羟甲基氨基甲烷是强碱，需加酸调节溶液ph值为2～7，方能使3，4-二羟基苯乙胺稳定存在，敏化液b的更换周期为7～15天。(4)活化：将步骤(3)所得的尼龙纤维完全浸没于现配的银氨溶液中，室温超声一段时间，银氨溶液中的银离子与敏化液b中的氨基形成良好的配位性；其中，银氨溶液的配制过程为：将4.18gagno3加入到少量去离子水中溶解，滴加浓氨水至产生褐色沉淀，继续滴加浓氨水至产生的褐色沉淀消失，再滴加浓度为10g/l的naoh至溶液呈深褐色，ph值为11-13，然后再滴加浓氨水至深褐色消失，溶液呈澄清透明，定容至250ml。所得的银氨溶液的质量百分比为1.67％。(5)向步骤(4)所得的溶液中加入定量的葡萄糖还原液，再调节ph值为11-13，最好均力向同一方向摇晃容器，溶液由澄清变浑浊再变澄清，尼龙纤维表面完成镀银。其中，葡萄糖还原液的配制过程为：将5-15g葡萄糖与1-3g酒石酸加入到容器中，再加入去离子水定容至500ml，加热搅拌至微沸，保持5-15min，冷却至室温，加入乙醇40-60ml，碳酸钠0.1-0.2mol/l，搅匀。综上，银氨的化学反应如下：2agno3+2[nh3·h2o]→ag2o+2nh4no3+h2o(1)ag2o+4[nh3·h2o]→2[ag(nh3)2oh]+3h2o(2)ag(nh3)2oh+nh4no3→ag(nh3)2n03+nh3·h2o(3)2[ag(nh3)2n03]+c6h1206→2ag+c5h11o5coonh4+2nh4n03+nh3(4)研究发现，尼龙纤维化学镀工艺中镀液的不稳定因素主要来源于初期溶液中h+浓度的升高使镀液的ph值急剧下降，故化学镀初期需要调节镀液的ph值，使镀液保持稳定。本试验中，通过镀前一次性加入足量的稀naoh，使整个镀覆过程中镀液的ph维持在11～13之间，避免了因中途多次补加碱而导致反应过程的不连续，镀层的不均匀。以匀力摇晃容器的方式取代了机械搅拌或超声波搅拌，既可以避免因物理碰撞而导致镀覆过程中镀层的脱落，又可以保证不会因为局部的ph过高反应激烈，导致镀液的分解。在不同浓度的银氨溶液下(实施例1-4)，通过万用表检测纤维表面的镀层电阻，具体结果如表1。表1：在不同浓度的银氨溶液下通过万用表检测纤维表面的镀层电阻的结果表试验方案银氨溶液质量百分比(％)电阻/ω·cm-1实施例10.450～70实施例20.81～2实施例31.10.5～0.7实施例41.671～2可见，在较低浓度的银氨溶液下，银白色镀层偏薄，分布不均匀，导致电阻波动范围较大；当银氨溶液的质量百分比从0.4％提高到0.8％，银白色镀层明显偏厚，分布均匀，电阻值显著降低，为1～2ω·cm-1；将银氨溶液的质量百分比提高至1.1％，镀层更厚，颜色偏暗，分布更均匀，电阻值继续降低，能达到1ω·cm-1以内；继续提高银氨溶液的质量百分比至1.67％，暗黄色镀层较厚，分布较均匀，电阻值小幅上升，为1～2ω·cm-1。以上结果说明，镀层的电阻与银氨溶液浓度不是呈线性关系，银氨溶液的质量百分比为1.1％时为最佳条件，超过这个阈值镀层电阻不降反升，可能是因为银氨溶液的质量百分比超过1.1％后，镀层厚度明显增加，使最外层银层的附着力下降明显，导致出现部分脱落或沉积不上，使镀层中银的实际含量低于理论值，电阻增大。将未经敏化液b处理和经敏化液b处理的纤维的化学镀银层的附着力进行检测，通过3m胶带法考查镀银层脱落的情况，结果如表2所示。表2为未经敏化液b处理和经敏化液b处理的纤维的化学镀银层的附着力的对比表试验方案附着力经敏化液b处理未脱落未经敏化液b处理脱落3，4-二羟基苯乙胺对介质表面具有良好的粘附特性，它能够吸附在介质表面，改善介质表面的结构，如3，4-二羟基苯乙胺中的羟基官能团能够与聚酰胺中的羰基官能团之间形成“氢键”，分子之间的相互作用力以及氨基与银离子的良好配位性提高了银镀层在pa6纤维表面的沉积能力，基体表面化学结构的改变导致了镀层附着力的增强。纤维镀层的电磁屏蔽性能如表3所示，测试条件为环境温度25℃，环境相对湿度40～50％，大气压力86～106kpa，试样测试前在上述环境中保持48h，环境电磁噪声对测量结果不应产生影响。表3几种材料对2g信号的屏蔽性能试样手机2g信号衰减量/％pa6纤维织物0pa6镀银纤维织物(实施例1)50％pa6镀银纤维织物(实施例4)50％铝箔50％由上表可见，采用本发明的尼龙纤维表面化学镀银方法制得的导电纤维对2g信号的屏蔽性能接等同于铝箔对2g信号的屏蔽性能，本发明的尼龙纤维表面化学镀银方法制得的导电纤维可广泛应用于电子仪器设备等的机箱、外壳、部件或面板上，以避免其电磁辐射对周围仪器及人员造成伤害，保护人体健康，保障仪器设备正常工作。本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。当前第1页12