辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的表面改性-中国丙纶网.PDF

维普资讯 第 2期 高 分 子 通 报 辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的表面改性 顾 彪。，陈 茹 (1．大连理工大学三柬材料改性国家重点实验室，大连 116024； 2．大连理工大学电气工程与应用电子技术系，大连 l16024) 摘要 ：在对电晕 、介质阻挡放电、y射线辐射接枝对化纤改性的简要介绍基础上 ，重点论述 了辉 光放电等离子体对聚丙烯纤维 的改性 。并按等离子体技术 的发展过程 ，对低压和常压辉光放 电等 离子体对聚丙烯纤维与织物改性的特点、原理及发展前景进行了扼要综述，指出常压辉光放 电等离 子体是一种很有潜力的表面改性技术 关键词 ：辉光放电等离子体 ；聚丙烯纤维 ；表面改性 前言 自l9世纪末粘胶纤维问世以来 ，化纤已有 100多年 的发展历史 ，到现在约已取代了一半天然 纤维的市场 ，是用途广泛的服装和产业用材料。随着世界人 口的增长和纤维用途 的不断开发 ，化纤 的需求 日益增长 ，其研究和生产将在新世纪中继续进步和不断发展，具有光明的前景…。聚丙烯纤 维由于原料丰富，合成工艺简单，综合性能十分优越而倍受重视 ，自1957年工业化 以来发展迅速。 它质轻 、保暖、耐磨 、耐化学腐蚀 、服用舒适 (透湿性 、导湿性好)，此外还有很强的防污防臭能力 ，广 泛用于保暖内衣 、运动服 、职业装等领域。细旦丙纶是近年来世界开发的热点 ，在服装市场的地位 不断提高 ，被称为 “人体服装空调器”，是一种近乎完美的纺织纤维 ，具有广阔的发展前景 。但聚丙 烯纤维 由于大分子链结构规整、结晶度高、缺乏官能基与极性基因，因此吸湿性差 、染色性不高 ，这 限制了它的进一步推广 。聚丙烯纤维 (PPF)的染色性一直是纺织界致力解决的难题。 化纤的改性方法很多 ，有化学方法 “，如共聚(在大分子链中引入第三组分)、共混 (聚合物 制造过程中加入改性添加剂)、表面改性 (在表面发生化学反应的浸，涂等)；物理改性 (变更纤维加 工条件 ，通过形态变化以及复合 ，混纺 ，混织等手段实现)等。传统的改性方法要消耗大量宝贵的水 资源及化学药品，操作复杂 ，易污染环境 。等离子体改性是一种完全不用水的、气固相干法加工方 式 ，快速、高效 、无污染，操作简单 ，节省能源 ，反应仅涉及纤维 100nm内的浅表面，不改变纤维基体 的优 良性能，同时赋予纤维新的特性。 低温等离子体是部分电离的气体 ，它是 由电子 、离子 、自由基、中性粒子及辐射光子等组成 ， 宏观上呈电中性。化纤改性中感兴趣的冷等离子体又称非平衡等离子体，体系中电子的动力学温 度可达 10eV，而气体温度一般低于 100~C因此电子具有使化学键断裂的足够能量 ，而体系又可以保 持与环境温度相近 ，不会使被处理材料热解或烧蚀 ，在高分子材料表面改性 中具有独特的应用价 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目； 作者简介 ：顾彪．男．江苏兴化人，1959毕业于北京大学，1980年赴美国UCLA访 问工作，现为大连理工大学电气工 程与应用 电子技术系教授，博导 ，近年主要从事新型等离子体源及其应用研究。 维普资讯 高 分 子 通 报 2003年 4月 值。 1 等离子体对化学纤维的表面改性 获得等离子体的方法和途径是多种多样的，在等离子体化学领域中广泛采用的方法是气体放 电。气体放电是指在电场下气体被击穿而导电的物理现象，如此产生的电离气体称为气体放电等 离子体。气体放电按照放电条件可以分为辉光放 电、电晕放电、无声放电、微波放电等 。以下简介 各种方法对聚丙烯纤维及其他化纤的表面改性及特点。 电晕放电利用非对称性电极 ，可在常压或减压下操作，放电时产生臭氧 、自由基 、电子、紫外线 等高能粒子的物理环境。这种环境下对高分子表面改性的技术 已经发展起来，改善高分子薄膜 的 粘结性 、印刷特性等 已达到实用化 ，对纤维以对天然纤