一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置及實驗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置及實驗方法，實驗裝置包括磁場信號發(fā)生裝置、水浴裝置和化學(xué)實驗裝置,包括以下部件：（1）磁場信號發(fā)生裝置包含用于產(chǎn)生和發(fā)射磁場信號的程控直流恒流電流源和亥姆霍茲線圈；（2）水浴裝置用于提供恒溫的水浴，含水浴槽、攪拌器和加熱器；（3）化學(xué)實驗裝置用于放置化學(xué)試劑和紡織品試樣，含實驗槽和支架。本發(fā)明的有益效果在于其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉，可明顯提高化學(xué)反應(yīng)速度，改善化學(xué)處理試樣的表面性能和磁性能，可彌補紡織品磁化學(xué)處理【技術(shù)領(lǐng)域】的空白，為磁性能紡織品的制備、開發(fā)及研究提供一定的理論基礎(chǔ)。
【專利說明】一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置及實驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置及實驗方法，適用于通過在紡織品表面化學(xué)鍍金屬的方法制備具有低頻磁屏蔽功能紡織品的化學(xué)實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁化學(xué)實驗裝置和實驗方法的研究中，主要體現(xiàn)在以下兩方面:一是通過磁化學(xué)法制備金屬基納米復(fù)合材料，該方法是通過抽真空結(jié)合磁化學(xué)法達到納米級別復(fù)合材料的制備，其實驗對象是納米復(fù)合材料，不涉及普通紡織品的磁化學(xué)處理；二是在磁場作用下制備化學(xué)復(fù)合鍍的方法，該方法制備鍍層具有高硬度、高耐磨性能特性，不涉及柔性紡織品的磁化學(xué)處理。
[0003]目前尚未見報道相關(guān)紡織材料在磁場環(huán)境下的化學(xué)處理實驗裝置及實驗方法，因此迫切需要研制可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置及實驗方法，使紡織品具有優(yōu)良的磁屏蔽功能。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過對化學(xué)反應(yīng)裝置增加不同強度的磁場環(huán)境，以提高化學(xué)反應(yīng)速度、改善化學(xué)處理試樣的表面性能和磁屏蔽功能。本發(fā)明的一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置包括磁場信號發(fā)生裝置、水浴裝置和化學(xué)實驗裝置。其中，磁場信號發(fā)生裝置包含用于產(chǎn)生和發(fā)射磁場信號的程控直流恒流電流源和2只相同規(guī)格的亥姆霍茲線圈，水浴裝置含水浴槽、攪拌器和加熱器，化學(xué)實驗裝置包含用于放置化學(xué)試劑和紡織品試樣的實驗槽和支架，實驗槽通過支架作用于亥姆霍茲線圈頂端。
[0006]本發(fā)明的一種可用于制備磁屏蔽功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置具有以下技術(shù)效果:
[0007](I)能夠模擬精度達I %，有效面積可完全覆蓋實驗槽區(qū)域的均勻且穩(wěn)定的弱磁場，場強介于O?IOOGs,可程控；
[0008](2)2只亥姆霍茲線圈置于水浴槽兩側(cè)，實驗槽置于水浴槽內(nèi)部，磁場的磁力線作用于實驗槽內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)；
[0009](3)水浴槽、實驗槽、支架、攪拌器等均由不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁材料制成，確保對于磁場的磁力線沒有任何干擾作用。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉，可明顯提高化學(xué)反應(yīng)速度，改善面料的表面性能和磁性能，可彌補功能紡織品磁化學(xué)處理【技術(shù)領(lǐng)域】的空白，為磁屏蔽功能紡織品的制備、開發(fā)及研究提供基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖2為所述亥姆霍茲線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]如圖1~圖2所示:所述制備功能紡織品的裝置包括第一亥姆霍茲線圈1、攪拌器
2、支架3、第二亥姆霍茲線圈4、實驗槽5、水浴槽6、加熱器7、電流源8等。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明包括磁場信號發(fā)生裝置、水浴裝置和化學(xué)實驗裝置，磁場信號發(fā)生裝置為電流源8與平行設(shè)置在水浴槽6兩側(cè)的第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4(如圖2所示)組成，第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4分別通過導(dǎo)線與電流源8連接，第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4采用相同材質(zhì)、相同規(guī)格，且共軸放置，用于產(chǎn)生和發(fā)射穩(wěn)定的磁場信號；所述水浴裝置在現(xiàn)有恒溫水浴裝置基礎(chǔ)上進行適當改進，包括水浴槽6、設(shè)置在水浴槽6上方的攪拌器2、設(shè)置在水浴槽6底部的加熱器7 ;所述水浴槽6中設(shè)置實驗槽5，攪拌器2的攪拌軸伸入實驗槽5中，實驗槽5用于放置化學(xué)試劑和紡織品樣品，實驗槽5通過兩側(cè)支架3固定，兩側(cè)支架3固定于第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4頂端,支架3和實驗槽5均可拆卸；
[0016]所述電流源8為程控直流恒流電源，電流源輸出寬帶正弦信號，電流有效值為O~10A,電流穩(wěn)定性為0.3%,電流分辨率為0.01A,可發(fā)射穩(wěn)定磁場,場強介于O~IOOGs ；
[0017]所述第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4均由銅線繞制而成，第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4的直徑是水浴槽6寬度A的2倍，感應(yīng)線圈有效面積可完全覆蓋實驗槽5區(qū)域；
[0018]所述第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4緊貼于水浴槽6的兩側(cè)，即水浴槽6的寬度與第一亥姆霍茲線圈I和第二亥姆霍茲線圈4之間的水平距離一致；
[0019]所述水浴裝置可實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)，具有維持水浴溫度穩(wěn)定的功能，水浴槽由不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁材料制成；攪拌器2的攪拌軸對實驗槽5內(nèi)的反應(yīng)液進行攪拌，以保證化學(xué)反應(yīng)的充分作用并提高反應(yīng)效率，實驗槽5也由不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁材料制成；
[0020]在工作時，所述程控直流恒流電流源可產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場信號，該信號通入平行放置的兩個規(guī)格條件完全相同且共軸的亥姆霍茲線圈中，電磁感應(yīng)在兩線圈之間形成了均勻且穩(wěn)定的低頻磁場區(qū)域。
[0021]所述制備功能紡織品的具體實施方案，可用于處理PET、PP、PVA等材質(zhì)紡織品的
磁化學(xué)實驗。
[0022]實施方案一:PET面料表面磁化學(xué)鍍鎳
[0023](I)向水浴槽內(nèi)裝入水，調(diào)節(jié)需要的水浴高度和溫度，使其穩(wěn)定；【1、溫度是30~700C ;2、水浴高度距離水浴槽底200~300mm】
[0024](2)將待處理紡織品試樣進行磁化學(xué)鍍實驗的前處理，分多步完成，以提高樣品的活性；【1、面料為圓形試樣，直徑12~15cm，配置水的體積為180~200mL ;2、實驗溫度是20~60°C;3、超聲波水浴中震蕩；4、實驗時間為60~90min ;5、試劑含重鉻酸鉀(20~24)g，氯化鈕(0.2~0.5)g,硼酸(1.5~2.5)ml,次亞磷酸鈉(2~4)g等】
[0025](3)將化學(xué)試劑放置于實驗槽內(nèi)，并調(diào)節(jié)攪拌器高度，使其嵌入實驗槽內(nèi)的化學(xué)試劑中；【1、化學(xué)試劑含硫酸鎳(10~40) g/L、氯化銨(20~40) g/L、次磷酸鈉(5~25) g/L、檸檬酸鈉(10~20) g/L等；2、pH值為8~10】
[0026](4)調(diào)節(jié)電流源的輸出電流，結(jié)合亥姆霍茲線圈的直徑及匝數(shù)分別計算出可控制的場強值；【1、紡織品處理的電流(3~8)A ;2、處理時間(10-30)min】
[0027](5)按照實驗要求放入經(jīng)前處理的紡織品試樣；
[0028](6)記錄磁化學(xué)處理反應(yīng)現(xiàn)象和磁性能參數(shù)。【1、提高了化學(xué)反應(yīng)速度，縮短了化學(xué)反應(yīng)時間，未加磁場時完全反應(yīng)需(10~20)min，場強為80GS時，完全反應(yīng)需(2~5)min ;2、未加磁場時面料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的磁導(dǎo)率是1.004,場強為(80~100)Gs時相同參數(shù)下試樣的磁導(dǎo)率是(1.007~1.011)】
[0029]實施方案二:PP面料表面磁化學(xué)鍍鎳-銅
[0030](I)向水浴槽內(nèi)裝入水，調(diào)節(jié)需要的水浴高度和溫度，使其穩(wěn)定；【1、溫度是30~700C ;2、水浴高度距離水浴槽底200~300mm】
[0031](2)將待處理紡織品試樣進行磁化學(xué)鍍實驗的前處理，分多步完成，以提高樣品的活性；【1、面料為圓形試樣，直徑12~15cm，配置水的體積為180~200mL ;2、實驗溫度是20~60°C ;3、超聲波水浴中震蕩；4、實驗時間為60~90min ;5、試劑含氯化鈀(0.5~I)g、氯化亞錫(2~3)g、鹽酸100mL、7jC 200mL)、次亞磷酸鈉10~30g等】
[0032](3)將化學(xué)試劑放置于實驗槽內(nèi)，并調(diào)節(jié)攪拌器高度，使其嵌入實驗槽內(nèi)的化學(xué)試劑中；【1、化學(xué)試劑含硫酸鎳(20~40) g/L、硫酸銅(I~2) g/L、次亞磷酸鈉(20~30) g/L、檸檬酸鈉(50~60) g/L等；2、實驗溫度40~50°C】
[0033](4)調(diào)節(jié)電流源的輸出電流，結(jié)合亥姆霍茲線圈的直徑及匝數(shù)分別計算出可控制的場強值；【1、紡織品處理的電流(3~8)A ;2、處理時間(10~30)min】
[0034](5)按照實驗要求放入經(jīng)前處理的紡織品試樣；[0035](6)記錄磁化學(xué)處理反應(yīng)現(xiàn)象和磁性能參數(shù)?！?、提高了化學(xué)反應(yīng)速度，縮短了化學(xué)反應(yīng)時間，未加磁場時完全反應(yīng)需(15~25)min，場強為80Gs時，完全反應(yīng)需(3~7)min ;2、未加磁場時面料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的磁導(dǎo)率是1.009,場強為(80_100)Gs時相同參數(shù)下試樣的磁導(dǎo)率是(1.012-1.015)】。
【權(quán)利要求】
1.一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置，包括磁場信號發(fā)生裝置、水浴裝置和化學(xué)實驗裝置，其特征如下: (1)磁場信號發(fā)生裝置由產(chǎn)生和發(fā)射磁場信號的程控直流恒流電流源和2只相同規(guī)格且共軸放置的亥姆霍茲線圈組成； (2)水浴裝置，含水浴槽、加熱器和攪拌器，可控制并保持水浴溫度的穩(wěn)定； (3)化學(xué)實驗裝置包含實驗槽和支架，實驗槽用于放置化學(xué)試劑和紡織品試樣，支架和實驗槽均可卸； 其中水浴槽、實驗槽、支架等均由不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁材料制成，實驗槽嵌入水浴槽中，攪拌器對實驗槽內(nèi)的反應(yīng)液進行攬祥，提聞反應(yīng)效率。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置，其特征在于，所述電流源為程控直流恒流電源，電流源輸出寬帶正弦信號，電流有效值O~10A，電流穩(wěn)定性0.3%,電流分辨率為0.01A,可產(chǎn)生穩(wěn)定磁場,場強介于O~lOOGs。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置，其特征在于，所述亥姆霍茲線圈由銅線繞制而成，數(shù)量是2只，各數(shù)匝，線圈直徑是水浴槽寬2倍，感應(yīng)線圈的有效面積可覆蓋實驗槽區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置，其特征在于，所述水浴裝置，含水浴槽、加熱器和攪拌器，加熱器和攪拌器均可控，水浴裝置可實現(xiàn)水浴溫度的穩(wěn) 定。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置，其特征在于，所述化學(xué)實驗裝置中，實驗槽通過兩側(cè)支架穩(wěn)固在亥姆霍茲線圈頂端，且作用于水浴槽中，水浴裝置的攪拌器對實驗槽內(nèi)反應(yīng)液進行攪拌，支架和實驗槽均可卸。
6.一種可用于制備功能紡織品的磁化學(xué)實驗裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下實驗步驟: (1)將兩個亥姆霍茲線圈水平共軸放置，且放置于水浴槽兩側(cè)，兩線圈水平中心線與水浴上表面處于同一水平面； (2)向水浴槽內(nèi)裝入水，調(diào)節(jié)需要的水浴高度和溫度，使其穩(wěn)定； (3 )將化學(xué)試劑放置于實驗槽內(nèi)，調(diào)節(jié)攪拌器高度，使其嵌入實驗槽內(nèi)的化學(xué)試劑中； (4)設(shè)置電流源的輸出電流，結(jié)合亥姆霍茲線圈的規(guī)格以控制實驗的磁場強度，場強范圍為O~IOOGs,可程控； (5)按照實驗要求放入待處理的紡織品試樣； (6)記錄并比較加入磁場前、后化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和處理時間，并進一步測試紡織品試樣的磁導(dǎo)率值。
【文檔編號】B01J19/08GK104014290SQ201410271247
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】宋曉蕾, 周彬, 葛明橋 申請人:宋曉蕾, 江南大學(xué)