亞麻纖維具有很好的物理機械性能和織物服用性能，但由于結晶度、取向度高，其染色性較差，不易得深、艷色。利用低溫等離子體與亞麻作用，對其表面刻蝕并引發接枝乙烯基單體后導人親水性基團，使亞麻纖維的親水性改善，從而提高染料在纖維中的擴散速率、增加纖維對染料的吸附量以及與染料的結合牢度。本文選用弱酸性染料，嘗試對改性亞麻染色。酸性染料分子中的親水基一般大多為陰離子型，還有少量伯、仲胺基，對常規亞麻纖維的上染率低。但電鏡觀察和紅外譜圖分析都證實經等離子體改性的亞麻纖維表面引人了酰胺基，這給酸性染料的染色提供了條件。低溫等離子體處理纖維時，其穿透纖維材料表面最深不過101um，有的處理厚度僅10 nm左右，約 99．8 的本體仍然完好地保存下來，因此經處理后纖維的化學與物理性能無顯著變化，而其染色性能卻明顯提高。而且可大幅度節水、節能、減小環境污染。克服了傳統化學前處理溫度高、處理時間長、排放物多、污染環境的缺陷，符合當今節能、降耗、清潔生產的發展方向。文章通過測定、比較酸性染料在改性前后亞麻纖維的上染率和色牢度等，進一步探討等離子體改性亞麻纖維的染色性能，為合理的等離子體處理和染色工藝提供參考依據。
1 實驗
1．1 實驗儀器及材料
介質阻擋等離子體發生器，島津Uv-240可見 紫外分光光度計，721分光光度計；索氏萃取器、恒溫水浴鍋、烘箱，漂白亞麻織物(未經柔軟等其它后序處理，齊齊哈爾亞麻廠提供)。丙烯酰胺、丙酮(分析純)、濃硫酸(72% )、弱酸深藍5R、氯化鈉、滲透劑FK-ST12、冰乙酸(分析純)。
1．2 實驗方法
1．2．1 等離子體處理
取漂白亞麻布樣(4．5 cmX4．5 cm)沸水煮煉30 min，用丙酮索氏萃取24 h，用去離子水反復洗凈，烘箱中(105℃)充分烘干除去殘留丙酮后置于72% 濃H2S04干燥器中恒濕。將經過上述預處理后的布樣在介質阻擋等離
由圖1(a、b)對比發現，接枝后的樣品吸收峰分別在550～ 670 cm-1、1 600 1 650 cm-1 和3 400~3 500 cm-1 三個譜帶區間出現了明顯的變化。在55O～670 cm-1 譜帶中616．85 cm-1 吸收峰應為酰胺Ⅳ 、Ⅵ譜帶的N—H面外搖擺振動引起；1 600 ～ 1 650 cm-1 譜帶中1 617．96 cm-1 吸收峰應為酰胺Ⅱ譜帶的 NH2變形振動引起；3 400~3 500 cm-1 譜帶中3 467．78 cm-1 吸收峰應為酰胺基的N—H對稱或反對稱伸縮振動引起。由此則進一步證實了接枝反應的發生，引入的新基團為酰胺基。酰胺基在酸性條件下和氫離子結合形成帶正電荷的離子會和染料分子結合，同時酰胺基還可與染料中的磺酸基形成牢固結合的鹽式鍵，不只是簡單的物理附著。再加上所選染料分子量較大，與纖維親和力大，可以靠范德華力和纖維結合在一起。因此，酸性染料對改性亞麻上染率提高的同時色牢度也有所改善。
2．1．2 電鏡照片
從圖2(a)中可以看出，亞麻表面基本光滑，存在細微的縱向裂隙和孔洞，除少部分由電鏡本身的高能射線引起外，其余為亞麻纖維所固有；表面顯現的線狀或塊狀附著物，是未完全清除的果膠等雜質。與圖2(a)相比，圖2(b)中接枝后亞麻表面變得比較粗糙、裂痕明顯，出現了不同形態的附著物，雖然不是很均勻，但有明顯的涂覆感。這是丙烯酰胺支鏈在亞麻表面分布不均勻，呈現不同的聚集狀態造成的；還有一部分則是等離
從圖3可以看出，pH值對酸性染料在亞麻纖維上的上染率影響較大。pH值較小時，染色殘液吸光度小，即上染率較大，隨著pH值提高，上染率降低。當pH值在6時，上染率趨于最小。為盡可能避免染液pH值使上染率提高這一因素，更好地考察亞麻表面的酰胺基對上染率的影響，染浴pH值選為6～7。
2．2．3 處理電壓對上染率的影響
試驗中，氮氣等離子體處理壓強大氣壓，頻率4 KH2，處理時間為40 S。將處理后的亞麻用酸性染料染色，染色殘液吸光度隨處理電壓變化如圖4所示。
處理電壓的增大，電場強度增強，氣體電離產生的粒子能量隨之增高，在處理時間相同的情況下對亞麻非晶區的刻蝕作用加強，結晶度增大造成上染率降低，吸光度升高。隨著電壓和粒子能量的進一步提高，粒子刻蝕晶區的能力加強，加之處理時間較長，結晶度又出現了一定程度上的降低，上染率升高。兩者的競爭作用在12～13 kV表現得尤為明顯，圖3中這一部分反映上染率的吸光度變化比較平緩。故選擇電壓12 kV。
2．2．4 處理時間對上染率的影響<
由圖5可見，隨著等離子體處理時間的增長，自由基被迅速引發并很快達到生成與消失的動態平衡，自由基濃度達到最大，此時上染率最高，即40 S時所對應的吸光度最低。這很可能是因為處理時間增加，表面刻蝕加劇，纖維表面的極性基有所減少。這一點與比表面積隨處理時間增加而急劇增加的測定結果相吻合[6]。而后，鏈終止開始占據一定優勢，自由基濃度經歷過較短時間的小幅度降低后，基本趨于穩定。
2．3 色牢度檢測
表1所示為亞麻試樣接枝前后染色牢度變化的對比表，可以看出接枝丙烯酰胺后酸性染料的染色牢度有了不同程度的提高。
3 結論
(1)染色試驗、紅外光譜分析及接枝前后SEM表面形貌觀察結果都從不同側面證明亞麻表面發生了丙稀酰胺接枝。
(2)pH值對酸性染料在亞麻纖維上的上染率影響較大。為盡可能避免染液pH值使上染率提高這一因素，更好地考察接枝后亞麻表面的酰胺基對上染率的影響，染浴pH值選為6～7。
(3)接枝后的亞麻織物對酸性染料的染色效果有較大幅度的提高，色牢度亦有所加強。充分說明弱酸性染料對改性亞麻染色的可行性。
(4)確定較理想的工作參數為LTP處理電壓12 Kv、處理時間為40 S。
參考文獻：
[1] 陳杰珞．低溫等離子體對纖維的改性處理[J]．表面改性基礎學報．1996，(4)：307— 313．
[2] K KWONG．Low Temperature Plasma Treatment of linen[J]．TP,J，1999，69(11)：846—855．
[33 鐘海慶．紅外光譜法入門[M]．北京：化學工業出版社，1984．124—125．
[4] 候毓汾．染料化學[M]
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