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　　摘要：

　　研究了錦綸化學(xué)鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度的幾種測(cè)試方法，分別采用超聲波法、膠帶法、砂紙摩擦法及冷熱循環(huán)法處理試樣，采用織物失重率并結(jié)合掃描電鏡觀察鍍層破壞形態(tài)來(lái)進(jìn)行表征和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：超聲波法、膠帶法及砂紙摩擦法均可有效測(cè)試鍍層結(jié)合牢度，且超聲波法較適用于薄型化學(xué)鍍銅織物及其他內(nèi)應(yīng)力大的金屬鍍層織物；冷熱循環(huán)法對(duì)鍍層的破壞作用微弱，不適合用于測(cè)試鍍層結(jié)合牢度。

　　關(guān)鍵詞：錦綸；化學(xué)鍍銅織物；結(jié)合牢度；測(cè)試方法

　　化學(xué)鍍銅織物由于具有電磁屏蔽效能優(yōu)良、質(zhì)地輕柔、透氣性好、價(jià)格低廉等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用[1-3]，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及服用和產(chǎn)業(yè)用多個(gè)方面，如防輻射服裝、電子器材防護(hù)罩等。在化學(xué)鍍銅織物性能中，銅層與基底的結(jié)合牢度是影響質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵因素，對(duì)其測(cè)試及評(píng)價(jià)也十分重要，但由于化學(xué)鍍銅后殘存氫氣及造成的微小空洞，導(dǎo)致鍍層內(nèi)應(yīng)力較大、延展性較差，即“氫脆”現(xiàn)象，使得化學(xué)鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度相對(duì)較差，破壞形式復(fù)雜，因此有必要采用不同破壞形式的測(cè)試方法來(lái)評(píng)價(jià)金屬鍍層結(jié)合牢度。由于在鍍層結(jié)合牢度測(cè)試評(píng)價(jià)方法方面的研究探討較少，因此本文著重研究比較了幾種鍍層結(jié)合牢度測(cè)試方法并找出其中簡(jiǎn)便有效的方法，以期對(duì)這類材料的質(zhì)量分析和評(píng)價(jià)提供參考。

　　1試驗(yàn)部分

　　1.1試驗(yàn)材料

　　試驗(yàn)樣品：錦綸6化學(xué)鍍銅針織物，依據(jù)鍍銅增重率分為厚型、薄型兩種，厚型試樣化學(xué)鍍銅增重率為(85±2)%，薄型試樣增重率為(10±2)%。錦綸織物規(guī)格：紗線70 D/24F，羅紋組織，克重118g/m2。

　　1.2試驗(yàn)儀器及樣品測(cè)試

　　采用掃描電子顯微鏡觀察鍍層表面形貌，用超聲波法、膠帶法[4]、砂紙摩擦法、冷熱循環(huán)法[5]對(duì)錦綸化學(xué)鍍銅織物鍍層進(jìn)行破壞試驗(yàn)，通過(guò)失重率和掃描電鏡照片來(lái)評(píng)價(jià)鍍層結(jié)合牢度。

　　1.2.1鍍層表面形貌測(cè)試

　　采用QUANTA250掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)定鍍層表面形貌。

　　1.2.2超聲波法

　　用電子天平(精度0.01g)稱量試樣質(zhì)量，記為m1；將試樣浸于SK3200H型超聲波清洗器中，處理時(shí)長(zhǎng)分別為15min、30min、45min、60min，烘干并用電子天平稱量樣品質(zhì)量，記為m2。

　　測(cè)定m 1和m 2之前，所有的樣品都經(jīng)過(guò)干燥，并在20℃、相對(duì)濕度65%的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下調(diào)濕24h。失重率計(jì)算式為：

　　1.2.3膠帶法

　　將試樣粘貼于聚酯膠帶上；分別用250g、500g、750g、1000g砝碼施壓于試樣上；保持1min后立刻從膠帶上慢慢剝掉試樣；正反面各重復(fù)粘貼3次；稱重測(cè)得試樣失重率與砝碼重量的關(guān)系。固定砝碼重量為750g，正反面分別粘貼1、3、5、7次，稱重測(cè)得試樣失重率與粘貼次數(shù)的關(guān)系。

　　1.2.4砂紙摩擦法

　　將試樣平鋪于砂紙(600目)上，其上放砝碼加重，重量分別為250g、500g、750g、1000g；使砂紙與織物試樣相互移動(dòng)產(chǎn)生摩擦，移動(dòng)動(dòng)程為20cm；稱重測(cè)得試樣失重率與砝碼重量的關(guān)系。

　　固定砝碼重量為7 5 0 g，摩擦動(dòng)程分別為1 0 cm、20cm、30cm、40cm，稱重測(cè)得試樣失重率與摩擦次數(shù)的關(guān)系。

　　1.2.5冷熱循環(huán)法

　　將錦綸化學(xué)鍍銅織物試樣在100℃沸水中煮沸20min，然后在0℃的冰水中保持3min，經(jīng)3次循環(huán)處理后[5]，觀察鍍層脫落情況并測(cè)得樣品失重率。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1鍍層表面形貌

　　圖1為厚型、薄型錦綸化學(xué)鍍銅織物原樣的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)5000倍。

　　從圖1可見，厚型試樣纖維直徑較大，鍍層表面顆粒大小較不均勻，部分顆粒尺寸較大，表面較粗糙，這與鍍銅反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、鍍液老化程度有關(guān)；薄型試樣直徑較小，顆粒尺寸微細(xì)，金屬銅層較為致密均勻，表面光澤較好。

　　2.2超聲波法

　　2.2.1 SEM測(cè)試

　　圖2為超聲波清洗60min后兩種類型鍍銅織物試樣的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)5000倍。

　　由圖2可見，超聲波的振蕩作用使金屬鍍層起拱甚至脫落；厚型織物試樣金屬鍍層大塊翹起形成裂縫，破壞程度相對(duì)較大，薄型織物金屬鍍層起拱形成多道褶印，說(shuō)明超聲波破壞主要是發(fā)生在鍍層與纖維結(jié)合部位，因此超聲波法可用于測(cè)試鍍層與纖維的結(jié)合牢度。

　　2.2.2試驗(yàn)結(jié)果

　　圖3為超聲波法試樣失重率與清洗時(shí)間之間的關(guān)系曲線。

　　由圖3可見，隨著超聲波清洗時(shí)間的延長(zhǎng)，厚型試樣和薄型試樣失重率均逐漸升高；薄型試樣失重率隨時(shí)間的延長(zhǎng)急劇上升，而厚型試樣失重率上升較平緩，此外，薄型試樣失重率均高于厚型試樣失重率。

　　2.3膠帶法

　　2.3.1 SEM測(cè)試

　　圖4為在砝碼加重750g條件下，正反面各粘貼3次后兩種鍍銅織物試樣的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)5000倍。

　　由圖4可見，兩種試樣在聚酯膠帶的粘貼作用下，與膠帶粘貼接觸的金屬鍍層剝落，脫落鍍層周圍的金屬層也因?yàn)榫埘ツz帶粘貼撕扯而起拱變形。

　　2.3.2試驗(yàn)結(jié)果

　　圖5、圖6分別為試樣失重率與砝碼重量、粘貼次數(shù)的關(guān)系曲線。

　　由圖5和圖6可見，隨著砝碼重量、粘貼次數(shù)的增加，兩種試樣失重率都不斷升高；相同測(cè)試條件下，薄型試樣失重率大于厚型試樣失重率。

　　2.4砂紙摩擦法

　　2.4.1 SEM測(cè)試

　　圖7為在砝碼加重750g條件下，摩擦動(dòng)程為30cm時(shí)對(duì)兩種鍍銅織物試樣處理后的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)5000倍。

　　由圖7可見，與砂紙粗糙表面摩擦后，金屬銅層磨損嚴(yán)重露出錦綸纖維，厚型試樣的磨損脫落面積較小，薄型試樣脫落面積較大；與膠帶法不同，脫落處的金屬鍍層并未起拱，仍然與纖維結(jié)合緊密。

　　2.4.2試驗(yàn)結(jié)果

　　圖8、圖9分別為試樣失重率與砝碼重量、摩擦動(dòng)程的關(guān)系曲線。

　　由圖8和圖9可見，試樣摩擦失重率隨著砝碼重量和摩擦動(dòng)程的增加而增大，加重大于500g后，曲線上升趨于平緩；摩擦動(dòng)程小于30cm時(shí)，薄型試樣失重率大于厚型試樣失重率，不小于30cm時(shí)，則正好相反。

　　2.5冷熱循環(huán)法

　　圖10為冷熱循環(huán)法測(cè)試后兩種鍍銅織物試樣的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)5000倍。

　　顯微鏡下觀察到試樣表面鍍銅層無(wú)起拱、脫落現(xiàn)象，試驗(yàn)測(cè)得試樣失重率小于0.5%；表明鍍銅層受冷熱循環(huán)作用影響小，鍍層結(jié)合牢度遠(yuǎn)大于熱脹冷縮作用。

　　3測(cè)試方法分析

　　(1)鍍銅層具有內(nèi)應(yīng)力大、脆性大的特點(diǎn)，而纖維基體則較為柔韌，超聲波作用于鍍層與纖維結(jié)合界面時(shí)，產(chǎn)生的沖擊作用可能會(huì)使兩者分離，因此這種方法可直接有效地測(cè)試鍍層與纖維的結(jié)合牢度，且超聲波法作用均勻。

　　在超聲波法測(cè)試中，薄型試樣失重率受時(shí)長(zhǎng)影響較為顯著，厚型試樣失重率則變化相對(duì)較小，因此超聲波法更適用于測(cè)試薄型鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度。

　　(2)在膠帶粘貼撕扯作用下，金屬銅層容易剝落。此法作用效果明顯，能方便快捷測(cè)試鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度，厚型薄型均可。但由于膠帶法粘貼作用僅在織物表面金屬鍍層，因此其均勻性不如超聲波法。

　　(3)化學(xué)鍍銅織物鍍層是由金屬銅離子還原沉積而成，顆粒大小較不均勻，表面粗糙。砂紙摩擦法是利用砂紙粗糙表面與織物鍍層的摩擦作用來(lái)測(cè)試表征鍍層結(jié)合牢度，試驗(yàn)結(jié)果表明此方法能有效測(cè)試厚型、薄型鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度。同樣，砂紙摩擦作用僅限于與之接觸摩擦的織物表層，磨下的銅粉也參與摩擦，其作用較難定量，且作用較為強(qiáng)烈。

　　(4)冷熱循環(huán)法利用熱脹冷縮作用使熱膨脹系數(shù)較小的銅層與纖維產(chǎn)生形變差異而脫落。不過(guò)，由于織物經(jīng)熱處理有助于消除內(nèi)應(yīng)力且鍍層結(jié)合牢度遠(yuǎn)大于熱脹冷縮作用，因此這種方法作用效果微弱，不適于用來(lái)測(cè)試鍍層結(jié)合牢度。

　　4結(jié)論

　　(1)使用掃描電子顯微鏡可以清晰獲得錦綸化學(xué)鍍銅織物鍍層表面形貌、結(jié)合狀態(tài)及磨損狀況，因此可以用來(lái)評(píng)價(jià)鍍層表面質(zhì)量，分析測(cè)試條件對(duì)鍍層質(zhì)量的影響。

　　(2)超聲波法、膠帶法及砂紙摩擦法是三種表征錦綸化學(xué)鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度既有效又簡(jiǎn)便的測(cè)試方法，且超聲波法較適用于薄型化學(xué)鍍銅織物及其他內(nèi)應(yīng)力大的金屬鍍層織物。超聲波法測(cè)試時(shí)長(zhǎng)可控制在30min~45min以內(nèi)；膠帶法測(cè)試條件為：砝碼重量750g，正反面粘貼次數(shù)為3次；砂紙摩擦法可選用750g砝碼加重，摩擦動(dòng)程為20cm。

　　(3)冷熱循環(huán)法作用效果微弱，不適于用來(lái)測(cè)試化學(xué)鍍銅織物鍍層結(jié)合牢度。

　　(4)從砂紙摩擦法和冷熱循環(huán)法的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，化學(xué)鍍銅織物在使用過(guò)程中要盡量避免粗糙物體對(duì)鍍層的接觸摩擦，洗滌時(shí)應(yīng)輕柔緩慢；然而金屬鍍層對(duì)溫差作用不敏感，可使用沸水洗滌增強(qiáng)清潔作用。

　　(5)鍍層結(jié)合牢度的測(cè)試和評(píng)價(jià)是分析這類材料質(zhì)量必不可少的項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)不同材料特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法。(參考文獻(xiàn)略)

　　(作者單位：陳蓉，東華大學(xué)紡織學(xué)院；張明，山東科技職業(yè)學(xué)院紡織服裝系）