摘要:等離子體技術作為一種環(huán)境友好型的新工藝,在紡織工業(yè)中的應用正越來越受到人們重視。重點綜述了近年來等離子技術在纖維材料印染加工的應用狀況,并簡要介紹了等離子體設備的發(fā)展現(xiàn)狀。
關鍵詞:等離子體;紡織印染;應用
等離子體表面改性是一項高新技術,它是一種以物理手段處理纖維達到化學處理效果的方法。等離子體表面改性是干態(tài)處理,節(jié)能節(jié)水、清潔高效、操作簡單且易控制、環(huán)境污染小。經(jīng)過該方法處理的織物僅涉及纖維的表面,不破壞纖維自身的性質,使纖維表面特性得以改變而達到理想的應用效果。這樣既可保持織物原有優(yōu)點,又可賦予其新特性或消除某些缺點。因此,等離子技術符合可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的要求,正越來越受重視。
1等離子的概念及基本特性
當氣態(tài)物質的溫度升高,氣體分子的熱運動會加劇,當溫度升高到一定程度時,構成分子的原子獲得足夠大的動能,便開始彼此分離,分裂成單個原子,這一過程稱為離解。若再進一步加熱,原子外層的電子便擺脫原子核的束縛而成為自由電子。最終使構成氣體的分子及原子成為帶正電荷的離子,這個過程稱為電離。等離子體指的就是這種電離氣體,是一種導電率很高的導電流體,它是一種屬于物質三態(tài)之外的另一種性質奇特的物質聚集態(tài),即通常所說的物質的“第四態(tài)”。由于在這種聚集態(tài)中電子的負電荷總數(shù)與離子的正電荷總數(shù)在數(shù)值上是相等的,宏觀上呈現(xiàn)電中性,因而又稱其為等離子體。
一般將等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體兩類。前者又稱為平衡等離子體,它的電子和分子或原子類粒子都具有非常高的溫度,一般用于處理熔點較高的物體,如鋼鐵、噴絲板、化纖的導絲部件等各種金屬制品;后者又稱為非平衡等離子體,它的電子和分子或原子類粒子的溫度比較低,一般用于處理熔點較低的物體。目前,在紡織領域中應用的等離子體主要是低溫等離子體。
1·1等離子體產生的方法
等離子體可以通過多種方法產生。自然界中的日光、雷電和極光都可以產生等離子體。實驗室主要采用電暈放電和輝光放電的方法得到低溫等離子體。電暈放電是指在大氣壓條件(空氣介質和通常的氣壓)下產生的弱電流放電。輝光放電又稱為高頻放電,是低于大氣壓條件下的放電。
1·2低溫等離子體處理紡織品的作用方式
低溫等離子體的作用方式主要有三種:等離子體表面處理改性(PST法)、等離子體接枝聚合(PGP法)和等離子體沉積聚合(PPD法)。PST法是指對材料表面或極薄表層的活化、刻蝕處理,通常稱為減量處理。因為低溫等離子體中的電子等活性因素的能量(高達20eV)比有機化合物的化學鍵能(<10eV)高得多,在化學性上很活躍。當處理有機化合物時,很容易使被處理物表面纖維發(fā)生斷裂,從而改善纖維或織物的吸濕性、拒水性、抗污性及染色性等性能。PGP法是運用等離子體作用首先使表面活化,并引入活性基團,然后再運用接枝方法在原表面上接上許多活性支鏈,構成新表層。PPD法是將有機化合物的氣體形成等離子體狀態(tài),通過控制工藝條件,使其沉積在處理物表面形成覆膜的方法。后兩類是增量處理法。
2等離子技術在紡織印染中的應用
國外在高分子材料的研究和應用上使用等離子技術起步較早。從目前各國的研究狀況來看,美國的研究工作比較系統(tǒng),偏重于等離子體改性的基礎研究[6~8]。日本的研究則偏重于應用領域。目前等離子體在紡織印染行業(yè)應用的整體趨勢是向工業(yè)實用性方向發(fā)展。
等離子體技術在紡織印染中的應用始于上世紀50年代,我國從80年代開始將等離子體技術應用到紡織品工業(yè)中。在紡紗織造過程中,可用等離子體作用于織物的上漿,使紗線上漿均勻;在印染前處理過程中,等離子體技術能夠優(yōu)化織物的退漿、精練,提高前處理效率,還可以改進染色和印花工藝,使工藝高效、經(jīng)濟、環(huán)保;在印染后整理過程中,等離子體處理對織物抗靜電性、抗起毛起球性、易去污性、拒水拒油性等有著顯著的效果,這對于提高織物的附加值有著積極的意義。同時等離子體處理與其它整理劑結合使用,可以提高整理劑的功效及功能整理的效果。
2·1纖維素纖維的等離子體處理
等離子體處理棉纖維一般是等離子體的表面處理改性法(PST法),可以改善纖維的黏合能力和潤濕性能,提高染色性能。早在1992年日本山東鐵工所就開發(fā)設計了連續(xù)式低溫等離子體處理裝置,實現(xiàn)了對棉等纖維素纖維的退漿、精練的加工。利用輝光放電,氧化性氣體等離子將棉織物上的PVA等漿料的分子鏈切斷,引入了羧基、羥基等親水性基團,使PVA更加容易去除。棉織物經(jīng)過等離子處理后強力不會下降。蔡再生,邱夷平等人研究發(fā)現(xiàn)利用常壓等離子體作用在前處理退漿過程中,可以使部分PVA漿料大分子氧化成小分子,如CO2、H2O而直接消失在空氣中,另一部分PVA大分子被氧化降解成分子鏈較短的分子,從而提高PVA在水中的溶解率,進而有助于PVA漿料去除。同時經(jīng)FT-IR測得PVA的C-C、C-H鍵減少,C-O、O-C-O鍵增加,親水性增強,有利于退漿。
[1][2][3]下一頁>>
相關信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
