等离子技术日益增长的发展潜力.pdfVIP

维普资讯 ·24· 技 术 创 新 2004年第3期 处于进一步研究开发之中。该项技术的优点是：①节能、节水、无污染，处理效果十分显著，是个节水 节能的加工方法，具有 良好的经济效益和社会效益。该技术可在干态下处理织物，可代替或部分代替传 统的湿处理，消除或减少水的消耗，降低水的加热或废水处理费用，防止环境污染，降低劳动力费用， 提高劳动生产率，减少染化料、助剂的费用等，具有明显的经济效益。根据计算，生产成本可降低65％， 加工时间也可相应缩短：②由于低温等离子体处理只发生在纤维极浅的表面层，因而纤维原有的优 良性 能如强伸度、杨氏模量等不会受到影响。同时，处理时间极短，能一次性完成，省时省力，作为一种新 的处理技术，具有巨大的潜在能力：③可通过笙用多种类气体和相互组合的方法使反应多样化，进行各 种加工：④有可能获得使用传统方法不能得到的新型反应等。目前，低温等离子体技术基本上处于实验 室阶段，实验的处理装置大多还是实验室的小型装置，而且还存在以下一些不足之处：①反映条件的设 定的因素多；②处理装置的依赖性大：③反应复杂，生成物 化学结构难以固定：④处理装置的高频率 发生装置、电机形状、处理气体导入法、监控法尚有待于进一步改进与完善：⑤ 由于抽真空和连续化等 问题，阻碍了该项技术的工业化应用等。 等 离 ．ft．-技 术 日益 增 长 的 发 展 潜 力 A．Vanlandeghem著 设在比利时Oudenaarde的Europlasma工艺实验室推出了空气式和低压式等离子滚轴处理器，用于 合成非织造布及纤网材料的干式准备和后整理，以期改善相关产品的染色、印花以及表面特性。 1997年低压气体等离子技术第一次应用于非织造布领域，将PP非织造布转换成有用的亲水性的滤 透性介质。在以后六年多的时间中，低压气体等离子技术曾被用于改进血液滤清装置。近来更有许多亲 水性方面的应用，包括利用非织造布在分离膜、清除装置和其他过滤产品上进行的工业处理。 由于传统的化学防水性处理方法在技术、环保和操作方面的费用高昂，如今等离子防水处理引起了 人们的兴趣，该技术主要应用在非液体过滤及滤清系统中。 当前空气等离子技术也引起了人们极大的兴趣，该技术主要应用在气中或者类似的环境中。空气等 离子技术不会产生局部真空 (低气压)的状况，因而不必使用密封的反应器和气压泵等装置。 等离子技术在质量控制中的优点：干燥的环境和相对简洁的工艺流程等，带动了非织造纺织品等产 业用纺织品领域内的等离子处理的热潮。在世界范围内，非织造布和纺织品领域内应用的Eurolasma滚 轴系统已超过 11个。 1 低压等离子技术简介 等离子处理是气体电离放电的过程，是发生在气压为 1Pa-lOOPa的真空舱里的特有现象。在局部真 空条件下，将工业煤气置于电场中，使气体中的电子加速。而原子和分子被电离、激励最后分裂，从而 形成一个高能的气态反应团，可以和暴露的表面发生化学反应。电子的动能累计到一定程度，开始电离 化，继而分裂，最后形成电磁振荡。这股能量的释放以及发生的化学反应具有发光发热的特征。 反应完毕，实现了目标物体的表面分子处理。 该处理过程大致可分为三个部分： (1)气蚀 (清理)：去除表面层。一般用氧气进行冷燃烧，把表面污染物或基层表面转换成如水、 二氧化碳、一氧化二氮等类似的典型氧化物。 (2)活化：更准确一点应该是分子变化过程。在该过程中，改变了少数几个分子层的聚合结构以 及元素组成，并且以官能团的形式交换了碳氢链。从而使得这些官能团具有更好的粘合性、可湿性、生 维普资讯 2004年第3期 技 术 创 新 ·25· 物相容性以及更强的表面惰性。 (3)淀积：通常称为等离子聚合或等离子化学汽相淀积 (CVD)。在该过程中，物体表面形成了一 层厚度为亚微米级的薄膜。与传统的聚合过程不同的地方是，离子聚合过程聚合了每一个含有碳或硅的 气体单体。离子聚合物由离子环境中的单体生成的片断组成。该聚合物具有完全的、没有重复单元的横 向连接结构。在不改变物体整体特性的情况下，最后得到的离子聚合层具有