等离子体技术对合成纤维表面改性的探讨.pdfVIP

维普资讯 一 3 成都纺织高等专科学校学报 Jcur~l oE Cher眯Iu T~Jte GdB【 第 16卷 第 4期 {总 第 54期 ) 1999年 10月 Ⅷ 16．Na 4{Sum54j 等离子体技术对合成纤维表面改性的探讨 l／。l ／ ． 阳建斌 郑光洪 郑 雄 1-5』 (成都 磊磊 }学校 i科研所 成都610063) 摘要 通过对等离子体表面处理的分析，从理论上讨论 了合成纤维经等离子体表面改性 后所改善润湿性、吸湿性、亲水性的机理及等离子体接枝聚合处理。 关键词 合成纤维 等离子体技术 表面改性 染整 中图分类号 TO342：TS190一 … 徼 卟生 合成纤维织物的拉伸、耐磨等耐用性能．及免烫、抗折皱等外观性能一般优于天然纤 维织物，但其舒适性 、易染性不太理想。例如，涤纶、丙纶的公定回潮率分别是 04％和 00％。显然．该二种纤维的吸湿性较差，其织物透过皮肤排泄的高热汗气的能力即透湿 性较差，从而影响人们穿着的舒适性。另一方面，涤纶分子的极性较小，缺乏亲水性，无 特定染色基团．易染性差，难 以染出探浓鲜艳的色泽；而丙纶的染色条件更为苛刻．采用 分散染料只能得到很淡的颜色，通常采用原渡着色、纤维改性等方法才能解决染色问题 。 从 50年代末开始，等离子体技术在离子渗析、渗硅、渗碳等表面处理工程中迅速发 展。例如，利用沉积效应使碳在受热基体上有序生长构成金刚石薄膜，将氧化铝陶瓷层喷 涂在铝合金上等。近年来，等离子体技术在纺织品染整工程中的应用引起 了广泛关注。涤 纶、聚丙烯等合成纤维，经等离子体处理，不仅可改进染色性能，还能改善润湿性、吸湿 性 、亲水性等。 1 等离子体技术 物质除 了_以气、液、固态存在以外．在一定条件下，有一部分分子被离解成原子．并 且部分甚至全部原子或分子发生 电离，电子脱离原子和分子在空间自由运动。失去一部分 电子的原子和分子带有正电荷成为正离子。这种 由带正负电荷的粒子组成的气体．正负电 荷数相等，净电荷数等于零，称为等离子体。…在强磁场控制下，等离子体的粒子可以作 有规律的运动．从而开发出许多新的用途。 等离子体共有三种：热等离子体、冷等离子体、混合等离子体。常见 的低温等离子体 由辉光放电产生，真空度 1．33322--1333．22Pa，工作 电流 500至几千伏的直流 电或交流 电， 电流频率～印 ，平均 电子能量 1～10eV，电子温度 ： (2／3)ek (ek是 电子动能)， 电子密度 1O。～10个／m 。j 根据被处理材料和工作气体的性质、放电时间、放电功率、放电真空度的变化，等离 子体处理聚合物能产生不同的效果。氧、氮、氩、二氧化碳和氨气等气体产生的低温等离 王佳丑改善金成红维的润湿性、亲水性，(E 气体产生的等离子体在纤维表面产生强烈的 帑毽 ～ 维普资讯 6 成都纺织高辱专科学控学报 1999年 lO月 氧化作用．可增强纤维的拒水性。等离子体 处理聚碳酸酯、聚四氟乙烯等聚合物时，高 癣物自由基重新聚合产生表面交联，使表面层分子量增加．提高聚合物的熔点。随着等离 子体放 电时间的延长，高能粒子对纤维表面的刻蚀作用增强，重量损失逐渐增加；随着离 子体放 电功率增大，产生的高能粒子能量增加；随着等离子体放电真空度增大，在一定范 围内分子平均能量降低 。[3总之．由于各种等离子体反应器的设计不同．故应根据具体情 况选择适当的工作参数。 2 等离子体处理改善合成纤维的润湿性 2．1 菩离子体的刻蚀作用 低温等离子体是在真空下由辉光放 电产生的具有高能量的离子和分子，电子温度达上 万度 (K)。等