2．2等離子體技術(shù)(Plasma Treatment)
等離子體分類(lèi)有各種方法，大多數(shù)將其分為高溫等離子體和低溫等離子體。紡織染整加工主要應(yīng)用低溫等離子體．它又稱(chēng)非平衡等離子體．其電子溫度很高而分子或原子類(lèi)粒子的溫度卻較低。低溫等離子體的作用方式主要有三種：等離子體表面處理改性法、等離子體接枝聚合法和等離子體沉積聚合法。表面處理改性法是指使用非聚合性等離子體如氧氣、氮?dú)?、氫氣、氨或水蒸氣等?duì)材料表面或極薄表層的活化、刻蝕處理．通常稱(chēng)減量處理。因?yàn)榈蜏氐入x子體中電子等活性因素的能量(高達(dá)20 ev)比有機(jī)化合物的化學(xué)鍵能(10 eV)高得多，在化學(xué)上呈非?；顫姷臓顟B(tài)。當(dāng)處理有機(jī)化合物時(shí)，很容易使被處理物發(fā)生斷裂和反應(yīng)，從而改善纖維或織物的吸濕性、抗污性、耐磨性及染色性等性能。等離子體接枝聚合法是運(yùn)用等離子體作用首先使表面活化，并引入活性基團(tuán)，然后再運(yùn)用接枝方法在原表面上形成許多支鏈，構(gòu)成新表層。等離子體沉積聚合法是將有機(jī)化合物的氣體形成等離子體狀態(tài)，通過(guò)控制工藝條件，使其沉積在處理物表面形成覆膜的方法。后兩類(lèi)是增量處理法。
用等離子體處理織物有很多優(yōu)點(diǎn)：①幾乎所有的織物都可用等離子體在真空狀態(tài)下處理。②等離子體處理只改變織物的表面性能，而沒(méi)有改變其固有的特性。③用濕法紡絲不可能或很難處理的聚合物，其表面性能則很容易用等離子體處理方法改變。④因等離子體處理屬物理處理，故化學(xué)制劑消耗很低。⑤等離子體處理有利于環(huán)境保護(hù)。但同時(shí)等離子體技術(shù)在工業(yè)化運(yùn)用的道路上也面臨很多困難[7]，如等離子體的產(chǎn)生通常采用電暈放電和輝光放電兩種方式，輝光放電等離子體具有處理穩(wěn)定、分布均勻、直接耗電低、無(wú)機(jī)器腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，而電暈放電處理不夠穩(wěn)定，特殊形狀無(wú)法處理。然而，輝光放電只能在低壓環(huán)境中產(chǎn)生，封閉的等離子體處理腔使得連續(xù)生產(chǎn)極為困難，工作效率低，操作不方便。同時(shí)，由于等離子體改性結(jié)果是多功能的，即便在同樣環(huán)境條件下一次改性處理中，也可能發(fā)生多種改性效果，而其中某些效果則是人們希望盡量避免的。此外設(shè)備價(jià)格比較高，工業(yè)生產(chǎn)中處理效果不夠均勻也是阻礙等離子技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的原因。
張菁[8,9]等人使用某種氟碳化合物的等離子體沉積方法，在棉織物表面涂覆一層很薄的憎水膜，接觸角測(cè)試表明，僅僅經(jīng)過(guò)30s的涂覆處理，棉織物表面水接觸角就可達(dá)164°左右，獲得超級(jí)憎水特性。且棉織物的柔軟性、保水率、手感、透氣性等特征同時(shí)得到增強(qiáng)。
2.3電紡絲技術(shù)(Electrospinning)
靜電紡絲是目前制備具有納米數(shù)量級(jí)直徑纖維的重要方法之一，靜電紡絲系統(tǒng)主要由噴絲頭及紡絲液供給系統(tǒng)、纖維收集裝置和高壓發(fā)生器三部分組成。按噴絲頭與收集裝置之間的幾何排布，可分為立式和臥式兩種基本構(gòu)型。靜電紡絲是化學(xué)纖維傳統(tǒng)溶液干法紡絲和熔體紡絲的新發(fā)展[10]，它是通過(guò)使金屬電極浸沒(méi)在高分子溶液或熔體中或者與具有傳導(dǎo)性的噴嘴相連而傳導(dǎo)電荷，并將高分子溶液或熔體置于噴絲口與接受屏之間的高壓電場(chǎng)中，在電場(chǎng)的作用下，高分子溶液或熔體中因相同電極之間產(chǎn)生的庫(kù)侖斥力使位于噴絲口端的半球形液滴最終形成圓錐形液滴(即Taylor錐)[11]。隨著靜電場(chǎng)力增加至超臨界值，庫(kù)侖排斥力最終大于表面張力，這就導(dǎo)致高分子溶液或熔體中噴出帶電的細(xì)流，最終沉積于陰極收集區(qū)。
江雷[12]等以廉價(jià)的聚苯乙烯為原料，采用一種簡(jiǎn)單的電紡技術(shù)，制備了具有多孔微球與納米纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)(PMNCF)的超疏水薄膜。其中多孔微球?qū)Ρ∧さ某杷云鹬饕饔?，而納米纖維則交織成一個(gè)三維的網(wǎng)絡(luò)骨架，“捆綁”住多孔微球，增強(qiáng)了薄膜的穩(wěn)定性。這種表面與水滴之間的接觸角高達(dá)160.4°。
此外Acatay，Kazim[13]，Ma，Minglin[14]等也通過(guò)電紡絲的方法制備了不同聚合物的超疏水薄膜。
2.4溶膠凝膠技術(shù)(Sol-Gel Technique)
溶膠-凝膠技術(shù)是指金屬有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物經(jīng)過(guò)溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)熱處理而成氧化物或其它化合物固體的方法[15]，是制備材料的濕化學(xué)中新興起的一種方法。廣泛應(yīng)用于電子陶瓷、光學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)、生物、復(fù)合材料等各個(gè)領(lǐng)域。
一方面通過(guò)添加能與金屬氧化物基體發(fā)生共聚反應(yīng)形成共價(jià)鍵的添加劑可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的超拒水改性。如B.Mahltig[16]，W.A.Daoud[17]等人在溶膠制備過(guò)程中添加帶有長(zhǎng)鏈烷基的硅醇鹽與四乙氧基硅烷發(fā)生共水解、共縮聚反應(yīng)制備超拒水表面。另一方面通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)在織物表面先構(gòu)造適宜的粗糙結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)分子自組裝的方式接上低表面能物質(zhì)從而制備超疏水表面。Minami小組[18]利用溶膠-凝膠(sol-gel)法在滌綸織物上制備了Al203凝膠薄膜，然后在沸水中進(jìn)行粗糙化處理，得到了具有類(lèi)花狀(flower-like)結(jié)構(gòu)的多孔Al2O3薄膜，最后經(jīng)十七氟癸烷基三甲氧基硅烷修飾，可獲得與水的接觸角大于150°的超疏水性透明薄膜。于明華[19]等人用氨水做催化劑，在溶膠制備過(guò)程中控制生成顆粒尺寸，將制備的溶膠通過(guò)浸一軋一烘整理到棉織物上，形成粗糙結(jié)構(gòu)，最后用自制的帶有全氟辛基的季胺鹽硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)顆粒平均尺寸為198.4 nm時(shí)，其接觸角達(dá)到145°。溶膠凝膠方法的優(yōu)點(diǎn)是[20]：①反應(yīng)溫度低，反應(yīng)過(guò)程易于控制，而且可以得到傳統(tǒng)方法得不到的材料。②反應(yīng)從溶液開(kāi)始，使得制備的材料能在分子水平上達(dá)到高度均勻。③化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確，易于改性，摻雜的范圍寬(包括摻雜的量和種類(lèi))。④從同一種原料出發(fā)，改變工藝過(guò)程即可獲得不同的產(chǎn)品如粉末、薄膜、纖維等。⑤由于在制備過(guò)程中引進(jìn)的雜質(zhì)少，所得的純度高。⑥工藝簡(jiǎn)單，不需要昂貴的設(shè)備。同時(shí)該法存在如下缺點(diǎn);①所用原料多為有機(jī)化合物，成本較高，有些對(duì)健康有害。②處理過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，制品易產(chǎn)生開(kāi)裂。
3．4其他技術(shù)
Tie wang[21]在棉織物表面吸附并還原HAuCl4，生成金屬Au以制備粗糙表面，隨后經(jīng)十二烷硫醇改性處理制備超拒水表面，其最大接觸角接近180°；Lichao Ga0 and Thomas J，McCarthv[22]利用相分離技術(shù)(Phase Separation Technique)制備了完美的超拒水表面，前進(jìn)角／后退角達(dá)到180°／180°。此外利用化學(xué)氣相沉積法調(diào)控表面粗糙度獲取超疏水表面，通過(guò)控制氣體壓力和底材的溫度以使表面粗糙度維持在9.4～60.8nm[23]，再接枝含氟材料，形成富集氟元素的單分子層，接枝后的表面仍然保持著原有的粗糙度，與水靜態(tài)接觸角可達(dá)160°。
3總結(jié)
本文從物體潤(rùn)濕性的基本原理出發(fā)，簡(jiǎn)要介紹了近年來(lái)制備超疏水紡織品的新技術(shù)、新方法。表明織物表面幾何結(jié)構(gòu)對(duì)制備具有高接觸角的超疏水表面起著重要作用。制備具有超疏水、自清潔功能的紡織品具有廣泛的應(yīng)用前景，因此如何利用各種先進(jìn)技術(shù)制備具有微納米結(jié)構(gòu)表面在基礎(chǔ)研究及工業(yè)生產(chǎn)中都有著極其重要的研究意義。
<<上一頁(yè)[1][2]
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
源經(jīng)編.gif)
您所在的位置：
