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等离子处理对丙纶非织造布表面水分子动态吸附的影响 摘要： 等离子表面处理技术已经被在广泛地应用在纺织工业中聚合材料的改性中。在这项研究中，利用O2等离子处理技术改善丙纶非织造布对水的动态吸附性。等离子处理对原料表面的润湿性和水分子的动态吸附性能的改善效果已经通过使用环境扫描电子显微镜术(ESEM)和动态吸附测量(DAM)验证了。ESEM显示了水滴在纤维表面形成的形态，DAM也显示了等离子技术对材料表面水分动态吸附的影响。研究显示，等离子处理可以极大地改善丙纶非织造布对水分的动态吸附性，同时也发现纤维的优良也影响着等离子对材料吸附性的改性。 关键词： 聚丙烯，非织造布，等离子处理，润湿性，吸附性 导言 非织造在纺织业中已经成为一个迅速发展的产业。非织造材料是通过成网和固网形成的，其加工过程不同于常规织物。非织造纺织品是由单纤维形成的。 这些纤维网，包含着不同形状的相互连接的毛孔，以促进液体进入材料并且在吸附以后保留在纤网内[1]。非织造业使用了几乎所有种类纤维，对于用于非织造纤维的要求取决于产品的加工和性能的要求。随着非织造业对产品最终用途的更多的技术性应用，基于烯烃的纤维在这个产业中已经成为一种突出的材料[2]。这归因于聚丙烯(PP)纤维相对于其他材料的优越的物理和化学性能[3]。 丙纶非织造布已经被生产用于从农业到医疗保健业的广泛的领域中。非织造产品被更多地应用于例如吸附剂、湿巾、以及凝聚材料。丙纶原料经过改进来提高导湿性能的应用，各种技术已经被应用在改变丙纶原料的表面性能上，等离子表面改善在纺织业已经被证明是一种环保型技术[6]。等离子是一种低温辉光放电或者是一种低气压部分地电离气体，激发形成原子、分子、离子和自由基的混合气体。等离子表面处理在一定深度内产生改变，很多精致材料的内部特性仍不会改变[7]。 在研究中，针刺和熔喷丙纶非织造布是使用O2等离子处理改变的。等离子处理对润湿和水分吸湿的影响是利用环境扫描电子显微镜（ESEM）和动态吸附测定（DAM）检测的。这项研究提供了有关水滴在单纤维上的形成以及水分在纤维束上的吸附方面新的认识。 实验 2.1 原料 在这个研究中使用的原料是针刺丙纶和熔喷非织造布，具体的原料列在表1中。样本在乙醇溶液中清洗后再经过两次蒸馏水清洗，然后，在等离子处理前样本在40℃下干燥。 表 1 丙纶非织造布 原料 加工 重量/g*m-2 厚度/mm 纤维直径/um NP 针刺 300 3.60 19 MP 熔喷 300 3.58 10-0.9 2.2 等离子处理 等离子处理是在Europlasma CD 400M/PC 的实验室系统中完成的。这些材料放在机器中间的反应室的样品架上。处理条件列在表2中。 表 2 等离子处理参数 气体 氧气 功率/W 100 时间/S 10，30，60 气流速度/L*min-1 0.4 ESEM 测试润湿性 在非织造上纤维的润湿性是利用配备了Peltier阶段的飞利浦XL30扫描电镜来测试的。飞利浦XL30扫描电镜提供了三种模式的全部功能：高真空，低真空和环境扫描电镜模式。低真空模式适合于未涂层的绝缘样品的检测。扫描电镜模式允许高达20Torr的室压力[8]。 为了在环境扫描电子显微镜下观察，原润湿和等离子处理的聚丙烯样品在冰箱中预冷，然后利用一个特别设计的纤维支撑物放置到Peltier阶段[9]。湿模式是选自环境扫描电子显微镜控制器，然后室压力控制在6.5Torr。图像在温度达到5℃时获得，这样使得意外冻结的危险最小化。当相对湿度达到100%（大约5℃和6.5 Torr），水分浓缩在样品表面上的水滴的观察值可以在纤维的任意点上得到。 2.4 动态吸附 动态吸附实验是在Camtel CDCA-100F动态吸附装置（由英国的Camtel ltd.制造）上完成的。所以样品在动态吸附实验前都在20±1℃和相对湿度在65±2%的条件下存放24小时，实验温度调整到20±1℃。每个样品都用锋利的剪刀剪成1cm×4cm尺寸的。当样品浸入到水中时，吸附的水分就被检测到并记录下来，动态水分吸附以时间函数来描绘。 实验结果与讨论 3.1 润湿表现 在ESEM反应室中，水分浓缩在纤维表面达到相对湿度10