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低溫等離子體技術(shù)在紡織品整理中的應(yīng)用

來源：印染在線　發(fā)布時間：2009年06月08日

低溫等離子體技術(shù)在紡織品整理中的應(yīng)用等離子體是由離子、電子、自由基、激發(fā)態(tài)的分子和原子所組成的電離氣體.等離子體處于激發(fā)、電離的高能狀態(tài),其電子的負(fù)電荷和離子的正電荷總數(shù)相等,宏觀上對外不顯電性,呈中性,故稱等離子體.[1]后整理中采用低溫等離子體(主要應(yīng)用電暈放電和輝光放電產(chǎn)生)對紡織品進(jìn)行表面改性(包括刻蝕、交聯(lián)、聚合和接枝聚合等化學(xué)作用).近年來,有關(guān)低溫等離子體技術(shù)在抗靜電、阻燃、防皺、拒水拒油、衛(wèi)生整理等方面的應(yīng)用研究十分活躍.[2]1抗靜電整理紡織材料間或與其他物體間相互接觸摩擦?xí)r,物體表面分子被極化,其中一側(cè)吸引另一側(cè)電子,而本側(cè)電子后移或由一表面轉(zhuǎn)移到另一表面,產(chǎn)生雙電層,形成表面電位或接觸電位.當(dāng)兩個物體被分開時,若兩物體都是優(yōu)良的絕緣體,則一側(cè)物體表面帶正電,另一側(cè)物體表面帶負(fù)電.靜電會給紡織品的生產(chǎn)和使用帶來麻煩,甚至危險,因此,要進(jìn)行抗靜電處理.低溫等離子體處理紡織品可使纖維表面改性,親水性提高,抗靜電性增強(qiáng),或通過等離子體聚合或引發(fā)親水性單體在纖維表面接枝聚合,可改善纖維表面特性,提高織物的抗靜電性.1.1滌綸用等離子體聚合或引發(fā)接枝聚合的方法可在滌綸織物上進(jìn)行抗靜電整理.等離子體聚合是在纖維表面形成薄膜涂層的加工方法,如用有機(jī)硅氣體低溫等離子體聚合,在滌綸織物表面形成薄膜,使滌綸制品的抗靜電性、疏水性得到改善.美國SAC公司開發(fā)了等離子體引發(fā)接枝聚合滌綸織物整理方法.[3,4]該工藝在真空下用Ar低溫等離子體對滌綸織物進(jìn)行短時間處理,使滌綸表面C—H鍵的H被沖擊掉而建立為數(shù)眾多的游離基,接著用丙烯酸氣體處理,使丙烯酸分子在滌綸表面進(jìn)行接枝聚合,改善滌綸織物親水性、防污性及抗靜電性.該法處理的織物具有吸濕性、防污性和防再沾污性,能耐50次以上洗滌,而且對染色牢度無不良影響,織物的拉伸強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度也不降低.等離子體引發(fā)甲氧基聚乙二醇甲基

丙烯酸酯(MPEGME)接枝的滌綸織物摩擦靜電壓、半衰期均比未處理試樣明顯減小,即抗靜電效果提高,而且抗靜電性隨等離子體處理氣體種類及浸漬單體濃度的差異而有所不同.[5]低溫等離子體單獨表面處理不能完全改善滌綸織物的抗靜電性,而等離子體引發(fā)烯類單體在滌綸織物上接枝聚合也存在單體成本高的問題.西川等對染色的滌綸塔夫綢織物先用胺類抗靜電劑整理后,再用不同氣體低溫等離子體處理,可進(jìn)一步改善滌綸織物的抗靜電效果.[6]1.2丙綸丙綸材料吸濕性差,易產(chǎn)生靜電,一旦電荷聚集很難消除.TakashimaK等研究了經(jīng)氬氣、氮氣和空氣低氣壓等離子體處理后再經(jīng)電暈放電處理的丙綸薄膜在電荷消除前后空間和表面電荷的變化情況,并通過X射線光電子能譜(ESCA)分析處理樣品表面化學(xué)組成變化,探討了抗靜電加工機(jī)理.[7]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)低溫等離子體處理后,丙綸表面仍然存在大量負(fù)電荷,即等離子體處理本身不能防止電荷在纖維表面聚集,但處理后能在丙綸表面產(chǎn)生電荷俘獲陷阱,只需將試樣浸入水中,表面電荷就能有效地去除,抗靜電性有所改善.同時,等離子體處理后,試樣表面的氧、氮極性基團(tuán)增加.極性基團(tuán)產(chǎn)生的機(jī)理有2種:(1)低溫等離子體處理使試樣表面與處理氣體間反應(yīng)產(chǎn)生極性基團(tuán);(2)等離子體處理使樣品暴露于大氣中,所含的不穩(wěn)定自由基會繼續(xù)與空氣反應(yīng),產(chǎn)生極性基團(tuán).極性基團(tuán)增加但并不能防止表面電荷聚集,只有將等離子體處理試樣浸入水中才可以消除試樣表面電荷,減弱表面帶電能力,改善抗靜電性.

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