等離子體在織物涂層技術(shù)中的應(yīng)用
羅瑞林
等離子體處理是織物涂層技術(shù)發(fā)展的新動向,目前尚未在紡織品生產(chǎn)中應(yīng)用,但顯示出巨大的潛力,因此應(yīng)給予足夠的重視。
等離子體是指氣體在電場作用下形成的一種特殊激發(fā)狀態(tài),氣體內(nèi)部帶電粒子加速運(yùn)動,發(fā)生碰撞,能量傳遞、電離、放電,產(chǎn)生紫外光,可見光等,激發(fā)后的粒子,能和周圍的物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),有些反應(yīng)在常規(guī)條件下是幾乎不能發(fā)生的,因此等離子體有特殊的加工效果。
等離子體技術(shù)是通用技術(shù),能在多種工業(yè)中發(fā)揮作用,在信息行業(yè)中較為成功,用于紡織材料加工的屬于低溫等離子體,專就織物涂層和層壓技術(shù)而說,等離子體能發(fā)揮下列作用:
一、 刻蝕
二、 活化
三、 接枝
四、 聚合淀積
這些作用往往是同時發(fā)生的,但只局限于基布纖維表面幾十乃至幾百納米范圍內(nèi),故又稱納米涂層。使用等離子體技術(shù)有下列長處:
一、 提高剝離強(qiáng)力,對惰性材料的粘結(jié)工序,能節(jié)約材料,縮短工序
二、 節(jié)省有機(jī)聚合的工序,在基布表面直接聚合成膜
三、 干式反應(yīng),不用溶劑和水做介質(zhì),降低成本,節(jié)約烘干所需能量和設(shè)備,有助于安全生產(chǎn)
四、 表面納米涂層不會影響基布原來的手感和透氣性
五、 有利于環(huán)境保護(hù)
關(guān)于等離子體處理紡織品,多年來進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)室工作,主要有三種方法
一、 電暈放電
二、 輝光放電
三、 介質(zhì)阻擋放電
電暈放電是帶電體表面在氣體或液體中局部放電現(xiàn)象,是在大氣中發(fā)生的。按原理說,可以設(shè)計(jì)合乎印染連續(xù)生產(chǎn)需求的,在線加工的電暈放電裝置,例如,一個弧形電極(連接高頻高壓電源),一個導(dǎo)輥(接地),在弧形電極和導(dǎo)輥之間形成電暈放電區(qū),基布通過這個區(qū)域接受處理。但是,電暈放電的缺點(diǎn)在于不均勻,而且太弱,不能得到合乎要求的工藝效果;第二種輝光放電,是在低氣壓,接近真空條件下的放電,常見的熒光燈、霓虹燈就是輝光放電的例子。這種等離子體的粒子能量比較高,作用也比較均勻。上述大量的實(shí)驗(yàn)室工作成果,大多是通過輝光放電裝置取得的。
輝光放電的局限性在于它要求低壓環(huán)境,只能分批處理,不能在線加工,這對于要求等離子體處理后立刻以氣相或液相接枝的工藝就無法實(shí)施。同時配備真空設(shè)施提高了投資額,又增加了維護(hù)設(shè)備的支出。
第三種是介質(zhì)阻擋放電,它克服了電暈放電的缺點(diǎn),又不需要低壓環(huán)境。介質(zhì)阻擋放電技術(shù)采用了特殊設(shè)計(jì)的電極,一對電極中有一個電極用介電材料(石英、耐熱玻璃、氧化鋁等)覆蓋,如仍不能避免閃光放電,另一個電極也可用介質(zhì)覆蓋,這一對電極可以是兩塊平行的板,也可用一個接地的大直徑導(dǎo)輥和一個弧形的,連接電源的供電電極。等離子體的起始材料(precursor)從供電電極輸入。介質(zhì)阻擋放電的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備可在線加工,也可用“卷到卷”型式批量加工。因?yàn)樗闷鹗疾牧鲜呛?、氬、氧或有機(jī)物的氣體,即使不用低壓環(huán)境,也需封閉起來。介質(zhì)阻擋放電設(shè)備的投資和操作費(fèi)用,都低于輝光放電。
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