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          等離子體在紡織材料改性中的應用

          來源:    作者:admin    發布時間:2014-01-24    

          目前,應用于紡織品的材料有棉、麻、絲、毛等纖維,滌綸、錦綸、腈綸等合成纖維,纖維的性能直接決定了紡織面料的性能。纖維表面改性是提高紡織面料服用性能的重要手段,具體方法可分為化學方法和物理方法。纖維的化學方法改性由于其自身發展的制約因素,在處理過程中過量能耗、污染等形成了發展的瓶頸。于是人們把目光投向了物理方法,在眾多纖維表面改性的物理方法中,等離子體技術是發展前景廣闊的。


            等離子體處理廣泛應用于諸多領域,在紡織工業中的應用也得到人們的關注。應用于紡織材料加工的等離子體主要是低溫等離子體,它具有許多優點,清潔環保型是主要的優點。低溫等離子體工藝屬于干態加工工藝,在處理過程中低能量消耗,沒有污染的產生,無需處理污染物的人力、物力、財力的投入;操作過程靈活簡單,不受處理品體積狀態的影響。


            低溫等離子體加工工藝僅僅改變纖維表面極淺一層(<10nm)的結構,不會影響纖維的整體性能,而且能夠實現傳統化學反應所不能實現的反應。因此可以利用這項技術對纖維表面進行改性,進而賦予織物特殊的服用性能。

          2等離子體的作用機理


            低溫等離子體又稱為冷等離子體、非平衡等離子體、輝光放電等離子體[2]。產生的方法主要有輝光放電和電暈放電。輝光放電是在低壓下的特定的氣體介質中發生放電的現象;電暈放電是在絕緣的電極與接地的介電導輥之間施加高頻電壓,使空氣絕緣破壞離子化而發生放電的現象[1,3]。


            低溫等離子體泛指近局域熱力學平衡等離子體,在低溫熱等離子體中,不僅含有大量的化學反應活性電子、離子,還有分子、原子、自由基,它們不僅是能量的攜帶者,而且還可能作為反應物直接參加化學反應。在低溫等離子體中,氣壓較高,放電電場強度較低,因而粒子間的相互碰撞起支配作用,熱電離是主要的機制。電子通過彈性碰撞,將能量傳遞給重粒子,進而依靠重粒子間的熱運動產生一系列的熱分解、熱電離,形成近局域熱力學平衡的低溫熱等離子體[4]。


            等離子體技術用于纖維的表面改性,其作用機理主要有兩種:反應性離子刻蝕(稱為RIE)和等離子體化學氣相沉淀(稱為CVD)[3,5]。反應性離子刻蝕對纖維進行減量加工,使纖維表面生成化學活性點而產生腐蝕、親水化。等離子體化學氣相沉淀可以引入官能團,改變纖維表面的化學組成,引進官能團的類型取決于工作氣體,可以產生新官能團所用的工作氣體主要有:O2、H2、He、Ne、Ar、N2、NH3、C2H4、CH3、CF4、C2F6等[6]。

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