1、防辐射织物的有关常识l 电磁波屏蔽织物的研究现状电磁波屏蔽织物既具有良好的导电性能，又能保持织物原有的某些特性，因而可以进行粘接、缝制，易于制成不同的几何形状(如导电泡棉、导电胶带) 对辐射源进行屏蔽，而且还可以缝制成屏蔽服、屏蔽帽等使工作人员免受电磁波的辐射，是理想的电磁屏蔽材料。按照生产制备技术的不同，电磁波屏蔽织物主要包含以下几种。1.1 金属丝和服用纱线的混编织物金属丝和服用纱线的混编织物是最早使用的电磁波屏蔽织物。金属丝主要由铜、镍和不锈钢及它们的合金制造，特殊场合还采用银丝或铅丝。防护效果尚可，但手感较硬，又厚又重，服用性能较差。为了改善服用性能，选用最细的金属丝，并且在织物结构上
2、进行改进，除了采用平纹、斜纹之外，还运用锻纹。后来，还把金属丝轧成扁状，同纱(线) 并绕，以提高柔性和弹性，减少服压感。虽然比以前有了较大的改进，但始终不能彻底改观它的服用性能。这种屏波织物，主要用作带电作业服、电磁辐射防护服、保密室墙布和窗帘、精密仪器屏蔽罩和活动式屏蔽帐等。1.2 金属纤维混纺织物为了进一步改善电磁屏蔽织物的服用性，把金属丝拉成纤维状，再同服用纤维混纺，织成混纺织物。所选用的金属纤维主要是镍纤维和不锈钢纤维，纤维直径可为 2m 至10m。金属纤维的主要特点为：屏蔽效果良好、耐高温、高强度、柔软，但弹性差、摩擦大、抱合力弱，不适合于高支纱的纺织。在一般情况下，金属纤维的混合比
3、例在 15 30之间。如有特殊要求，还可以低于 15或高于 30 ，直到金属纤维纯纺。王绍斌等人对不锈钢金属纤维混纺织物的防微波辐射性能的研究结果显示：随金属纤维含量的增加，混纺织物的微波屏蔽性能增加，屏蔽性能可达到 1540dB；根据电磁波屏蔽理论，表面反射损耗与电磁波频率成反比，而混纺织物的电磁屏蔽效果主要依靠对电磁波的反射作用，屏蔽性能随着电磁波频率的增加而有所下降；另外织物编织紧度和编织方法(如平纹、斜纹或锻纹)等也会对屏蔽性能有较大的影响。这种电磁屏蔽织物，主要用作带电作业服、高压静电防护服、抗静电服、电磁辐射防护服、防伪装置、隐形材料、保密室的墙布与窗帘、电缆屏蔽布等。1.3 共混
4、纺丝法将具有电磁屏蔽功能的无机粒子或粉末与普通纤维切片共混后进行纺丝，可制备具有良好导电性和铁电性的纤维，又使纤维不失去原有的强度、延伸性、耐洗性和耐磨性。共混法制得的材料具有成本低、寿命长、可靠性高等优点，但屏蔽性能不高，特别是高频时屏蔽性能会下降。而增加填料的用量将损失材料的机械性能。因而对于电磁屏蔽纤维的共混纺丝法的研究将致力于改善填料性能、优化填料排列方式，以达到屏蔽性能、机械性能、工艺性能的和谐统一。1.4 真空镀金属织物采用真空镀(物理气相沉积 )金属技术制备金属织物主要包含 2 种，一种是先将金属镀在涤纶薄膜上，再切成丝，镶嵌在织物内；另一种是直接把金属镀覆在织物上，在表面再涂上
5、树脂。有的还在树脂内添加各种色料，增加色彩，改变以往单一银白色的基调。这种真空镀技术镀覆的金属层的厚度一般在 3m 以下，屏蔽效果有限，而且结合力较差，金属很容易脱落，至今在电磁屏蔽领域内还没有得到广泛的应用。1.5 金属涂层织物采用已很成熟的涂层技术，把导电磁性物质渗入到涂层浆内，使改良的织物获得对电磁波的屏蔽能力。所选用的导电磁性物质主要有：银粉、铜粉、铁粉和石墨粉等。其主要特点是：屏蔽效能一般、不透气、手感差等，因此，至今还未得到广泛应用。1.6 硫化铜织物硫化铜织物是利用聚丙烯腈纤维大分子链上的氰基和铜盐，借助还原剂、硫化剂等，发生螯合而形成的，主要是银、铜、锡等金属的硫化物和碘化物，
6、属于具有 P 型半导体性质的导电体。织物的导电性随着温度的升高反而降低。硫化铜织物的导电性和电磁屏蔽性能一般，主要应用于抗静电，另还具有抗菌、消臭的功能。1.7 化学镀金属织物1)化学镀银织物化学镀银织物是利用“银镜反应”的原理，用甲醛或还原糖与银氨络盐发生氧化还原反应，在织物表面沉积一层白银。化学镀银不是自催化反应，1 次施镀仅能镀一薄层，为了达到屏蔽性能要求和表面平整，可多次施镀。化学镀银织物的主要特点是屏蔽效能非常好，而且质地轻柔、透气抗菌、耐腐蚀，曾经在 20 世纪七八十年代被广泛用于电磁辐射防护领域。2)化学镀铜织物 由于白银资源紧缺，价格昂贵限制了化学镀银织物的发展应用。20世纪
7、80 年代以来，国内外为了实现以化学镀铜(镍) 织物代替镀银织物作了大量的研究工作。化学镀铜是一个自催化反应，在织物表面能获得纯的金属铜层，可以利用反应的速度和时间，来控制铜层的厚度和性能。与化学镀银相比，化学镀铜工艺较为复杂，织物化学镀铜前需进行去油、粗化、敏化和活化等前处理工序。化学镀铜主要采用甲醛作还原剂、EDTA 作络合剂，pH 均在 l2 以上，镀液的稳定性和甲醛挥发蒸气的毒性是其主要的问题。另外，也有采用次磷酸钠作还原剂的镀液，pH 在 9.010.0 之间，其反应速度比使用甲醛作还原剂的镀液低很多，现在还很少应用于工业化生产。E G Han 等人采用化学镀铜方法制备的镀铜织物屏蔽
8、效能在 100MHz 一 1.8GHz 频率范围内可达到 3568dB。该类织物的主要特点是屏蔽电场效能很好、质地轻柔、透气性好、价格低廉，但很容易被氧化腐蚀失效、屏蔽磁场能力不强。3)化学镀镍织物 化学镀镍与化学镀铜一样，之前需进行去油、粗化、敏化和活化等前处理工序。在织物表面化学镀镍所获得的不是纯金属镍层，而是镍磷合金，其中磷的含量约为 3 12 。碱性化学镀镍溶液多获得低磷镀层，而酸性镀液多获得中、高磷镀层。与化学镀铜技术相比，化学镀镍技术更为成熟，但也要严格控制镍离子和还原剂的浓度比例、络合剂的浓度、pH 值、反应温度、稳定剂添加量等参数才能保证镀层的质量和镀液的稳定。国内外许多学者对
9、化学镀镍织物的制备方法和性能进行了大量研究，研究结果显示，织物上金属的重量以及镀层内的磷含量决定了镀镍织物的表面电阻和电磁屏蔽性能，镀镍织物的电磁屏蔽性能较低，在100MHz18GHz 频率范围内均不超过 40dB。这类织物的主要特点是质地轻柔、透气性好、耐磨性强、价格低廉、抗氧化腐蚀能力强，但电磁屏蔽性能较弱，特别是屏蔽电场的能力很弱。4)铜镍复合镀织物 单一铜镀层织物虽然屏蔽性能较高，但由于容易被氧化而散失优良的屏蔽效能；而由于金属镍的导电能力有限，单一镍镀层织物的屏蔽性能很难得到提高，实际应用较少。因此许多研究学者和企业考虑采用铜镍复合镀方法制备金属化织物，既可以保证织物的电磁屏蔽性能，
10、又可以提高织物抗氧化腐蚀的性能。除了采用化学镀铜和化学镀镍方法外，有的还采用 PVD(物理气相沉积)技术、电镀铜和电镀镍技术。与化学镀技术相比，PVD 方法制备的导电织物的金属与织物纤维结合力较差；而电镀铜或镍的生产成本比化学镀方法要低得多。根据不同的技术和方法生产的织物镀层也有所不同，有的为铜-镍两层，有的为镍-铜-镍三层，另外，还有铜铜镍三层。例如，东华大学采用先化学镀铜后电镀镍的方法生产的导电织物就是铜镍两层金属；长沙力元新材料股份有限公司采用先化学镀镍后电镀铜再电镀镍的方法生产的导电织物就是镍铜镍三层金属；夏芝林等人开发的导电玻璃纤维织物是采用先 PVD 镀铜或镍，后电镀铜和镍的方法制
11、备的；刘绍芝和邹建平等采用先化学镀铜后化学镀镍的方法制备导电织物。铜镍复合镀织物的特点是导电性和电磁屏蔽性能强，抗氧化和腐蚀能力强，金属与织物纤维结合牢固，使用寿命长。目前，这种类型的导电织物表面电阻可达到 10msq 以下，电磁屏蔽效能在100MHz20GHz 频率范围内均在 80dB 以上。它不仅可以用于抗静电服、电磁辐射防护服、保密室的墙布和窗帘以及电缆屏蔽，还可以加工成导电胶带、导电泡棉和导电衬垫等用于高档电子产品(如电脑、移动电话、彩电和微波炉等 )内防止电磁干扰和辐射。1.8 纳米合金镀膜织物纳米合金镀膜织物采用国际最新的多耙磁控真空溅射和电镀复合镀膜工艺，溅镀的纳米金属与纤维熔为
12、一体，使织物表面形成牢固的膜层结构。该合金镀膜织物具有镀膜均匀、性能稳定、屏蔽效能好、工作频率宽（10KHz 到 10GHz） 、使用寿命长等特点。权威测试机构检测证实此面料可反射吸收电磁辐射 99.9999%以上，屏蔽效能达到 70 dB/30MHz 1GHz （ASTM 4935） ，表面电阻为 0.02-0.20/Sq in，单层裹严手机打不通，还具有防静电、防射线及紫外线等功能。与第一代金属镀面料相比，该纳米合金镀膜织物轻薄柔软，透气性好、抗氧化能力显著提高，使用寿命延长一倍以上。该产品用于电子、通讯的电磁屏蔽，防辐射窗帘，防辐射服装衬里或夹层等，但其缺点是不耐揉搓，只可轻轻抹洗。1.
13、9 纳米银纤维梭织面料纳米银纤维面料运用多耙磁控真空溅射、复合镀膜和耐氧化整理工艺，溅镀的纳米单质银与纤维聚合成为一体，并使织物表面形成牢固的耐氧化膜层结构，将纯银和环保纤维进行有机整合，具有隔离电磁辐射功能，隔离电磁波从 0.1MHz-3000MHz 的宽频段内，屏蔽效率高，一般环境下裹严手机打不通，还具有抗菌除臭、抗静电、调控体温，吸湿速干、透气性好，轻薄柔软，耐反复水洗，洗后不扎身，可贴身穿着，调节人体微生态环境。具有抗氧化和耐洗涤能力，使用寿命长。2 电磁屏蔽织物的发展前景随着现代科技的发展和人民生活水平的不断提高，高科技的电器产品得到越来越普遍的青睐，手机、电脑、电视机、微波炉在给人
14、们带来便利和享受的同时，电磁辐射产生的问题也日益严重。为减少和避免电磁辐射对人体造成的伤害，电磁屏蔽织物的需求将越来越大，对电磁屏蔽织物的性能要求也越来越高，而且除了具有抗电磁干扰和辐射、抗静电的功能以外，还希望同时具有抗紫外线辐射、抗菌除臭或其它一些附加功能。与薄膜、板材等电磁屏蔽材料相比，电磁屏蔽织物因其独有的柔软性和加工方便的特性，使用越来越广，既可以加工成用于电子产品和器件的导电胶带和导电泡棉，又可以做成服装、包装袋、装饰材料用于满足人们日常生活中防止电磁辐射的需要。虽然电磁屏蔽织物的研究起步比较晚，但随着生产技术的发展和巨大的市场潜力的开发，电磁屏蔽织物将在近几年中得到迅猛的发展。3
15、 防辐射服的简易辨别方法1）测衣服的导电性：防辐射面料和普通面料有本质区别，有良好的导电性能，用户可以把衣服拿到家电维修部，让师傅用万能表检测衣服的导电性,普通衣服是没有导电性能的。2）燃烧面料的方法：一般防辐射服的包装袋内均附有一小块面料供用户检测，用户可以用火烧的方法检测。防辐射面料用火烧后成金属网状结构，金属网丝越细越密表明质量越好。 3）用手机在电脑屏前拨打电话，手机所发出的电磁波会干扰电脑显示器，造成杂波和杂音，这时用防辐射服挡在手机与电脑屏之间，杂波和杂音立刻消失，表明防辐射服可以屏蔽掉手机发出的近区场辐射。4）也可使用专业的电磁辐射检测仪器来检测通话中的手机，将看到检测仪器显示的
16、数值很大，此时将防辐射服隔在手机和检测仪器之间，如果看到检测的数值会有显著下降，则说明防辐射服的防辐射效果不错。4 防辐射服的使用和维护1）由于防辐射服的防护就是靠金属纤维，一旦金属纤维断裂，就会降低防护效果。所以建议尽量少洗；2）防辐射服可直接水洗，普通的中性洗衣粉洗衣液均可，洗涤方法近似于普通衣物的清洗过程； 3）洗防辐射服要轻柔手洗，尽量不要用洗衣机； 4）洗后不要拧绞，直接从水中拎起晾干即可； 5）水温不要超过 90 度； 6）中温熨烫，温度不超过 150 度； 7）洗涤时不可漂白，或使用含漂白成份的洗涤用品。8）衣服不穿时，最好不要折叠存放。建议用衣服挂子挂起来，目的是为了防止折叠后发生金属纤维断裂情况。
