摘要：

　　研究了錦綸化學鍍銅織物鍍層結合牢度的幾種測試方法，分別采用超聲波法、膠帶法、砂紙摩擦法及冷熱循環法處理試樣，采用織物失重率并結合掃描電鏡觀察鍍層破壞形態來進行表征和評價。結果表明：超聲波法、膠帶法及砂紙摩擦法均可有效測試鍍層結合牢度，且超聲波法較適用于薄型化學鍍銅織物及其他內應力大的金屬鍍層織物；冷熱循環法對鍍層的破壞作用微弱，不適合用于測試鍍層結合牢度。

　　關鍵詞：錦綸；化學鍍銅織物；結合牢度；測試方法

　　化學鍍銅織物由于具有電磁屏蔽效能優良、質地輕柔、透氣性好、價格低廉等特點而得到廣泛應用[1-3]，其應用領域涉及服用和產業用多個方面，如防輻射服裝、電子器材防護罩等。在化學鍍銅織物性能中，銅層與基底的結合牢度是影響質量的一項關鍵因素，對其測試及評價也十分重要，但由于化學鍍銅后殘存氫氣及造成的微小空洞，導致鍍層內應力較大、延展性較差，即“氫脆”現象，使得化學鍍銅織物鍍層結合牢度相對較差，破壞形式復雜，因此有必要采用不同破壞形式的測試方法來評價金屬鍍層結合牢度。由于在鍍層結合牢度測試評價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合牢度測試方法并找出其中簡便有效的方法，以期對這類材料的質量分析和評價提供參考。

　　1試驗部分

　　1.1試驗材料

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

　　1.2試驗儀器及樣品測試

　　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、冷熱循環法[5]對錦綸化學鍍銅織物鍍層進行破壞試驗，通過失重率和掃描電鏡照片來評價鍍層結合牢度。

　　1.2.1鍍層表面形貌測試

　　采用QUANTA250掃描電子顯微鏡(SEM)測定鍍層表面形貌。

　　1.2.2超聲波法

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

　　測定m 1和m 2之前，所有的樣品都經過干燥，并在20℃、相對濕度65%的標準大氣環境下調濕24h。失重率計算式為：

　　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；正反面各重復粘貼3次；稱重測得試樣失重率與砝碼重量的關系。固定砝碼重量為750g，正反面分別粘貼1、3、5、7次，稱重測得試樣失重率與粘貼次數的關系。

　　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產生摩擦，移動動程為20cm；稱重測得試樣失重率與砝碼重量的關系。

　　固定砝碼重量為7 5 0 g，摩擦動程分別為1 0 cm、20cm、30cm、40cm，稱重測得試樣失重率與摩擦次數的關系。

　　1.2.5冷熱循環法

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

　　2結果與討論

　　2.1鍍層表面形貌

　　圖1為厚型、薄型錦綸化學鍍銅織物原樣的掃描電鏡照片，放大倍數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，這與鍍銅反應時間長、鍍液老化程度有關；薄型試樣直徑較小，顆粒尺寸微細，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，破壞程度相對較大，薄型織物金屬鍍層起拱形成多道褶印，說明超聲波破壞主要是發生在鍍層與纖維結合部位，因此超聲波法可用于測試鍍層與纖維的結合牢度。

　　2.2.2試驗結果

　　圖3為超聲波法試樣失重率與清洗時間之間的關系曲線。

　　由圖3可見，隨著超聲波清洗時間的延長，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間的延長急劇上升，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為聚酯膠帶粘貼撕扯而起拱變形。

　　2.3.2試驗結果

　　圖5、圖6分別為試樣失重率與砝碼重量、粘貼次數的關系曲線。

　　由圖5和圖6可見，隨著砝碼重量、粘貼次數的增加，兩種試樣失重率都不斷升高；相同測試條件下，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測試

　　圖7為在砝碼加重750g條件下，摩擦動程為30cm時對兩種鍍銅織物試樣處理后的掃描電鏡照片，放大倍數5000倍。

　　由圖7可見，與砂紙粗糙表面摩擦后，金屬銅層磨損嚴重露出錦綸纖維，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，仍然與纖維結合緊密。

　　2.4.2試驗結果

　　圖8、圖9分別為試樣失重率與砝碼重量、摩擦動程的關系曲線。

　　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程的增加而增大，加重大于500g后，曲線上升趨于平緩；摩擦動程小于30cm時，薄型試樣失重率大于厚型試樣失重率，不小于30cm時，則正好相反。

　　2.5冷熱循環法

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

　　顯微鏡下觀察到試樣表面鍍銅層無起拱、脫落現象，試驗測得試樣失重率小于0.5%；表明鍍銅層受冷熱循環作用影響小，鍍層結合牢度遠大于熱脹冷縮作用。

　　3測試方法分析

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

　　在超聲波法測試中，薄型試樣失重率受時長影響較為顯著，厚型試樣失重率則變化相對較小，因此超聲波法更適用于測試薄型鍍銅織物鍍層結合牢度。

　　(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，能方便快捷測試鍍銅織物鍍層結合牢度，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測試表征鍍層結合牢度，試驗結果表明此方法能有效測試厚型、薄型鍍銅織物鍍層結合牢度。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，且作用較為強烈。

　　(4)冷熱循環法利用熱脹冷縮作用使熱膨脹系數較小的銅層與纖維產生形變差異而脫落。不過，由于織物經熱處理有助于消除內應力且鍍層結合牢度遠大于熱脹冷縮作用，因此這種方法作用效果微弱，不適于用來測試鍍層結合牢度。

　　4結論

　　(1)使用掃描電子顯微鏡可以清晰獲得錦綸化學鍍銅織物鍍層表面形貌、結合狀態及磨損狀況，因此可以用來評價鍍層表面質量，分析測試條件對鍍層質量的影響。

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

　　(3)冷熱循環法作用效果微弱，不適于用來測試化學鍍銅織物鍍層結合牢度。

　　(4)從砂紙摩擦法和冷熱循環法的測試結果來看，化學鍍銅織物在使用過程中要盡量避免粗糙物體對鍍層的接觸摩擦，洗滌時應輕柔緩慢；然而金屬鍍層對溫差作用不敏感，可使用沸水洗滌增強清潔作用。

　　(5)鍍層結合牢度的測試和評價是分析這類材料質量必不可少的項目，應根據不同材料特點，選擇適當的測試方法。(參考文獻略)

　　(作者單位：陳蓉，東華大學紡織學院；張明，山東科技職業學院紡織服裝系）