淺談等離子體在紡織材料表面改性中的應(yīng)用進(jìn)展

黃玉中

摘 要：科技的發(fā)展推動(dòng)了紡織物生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，紡織材料的性能越來越多的受到人們的關(guān)注。本文主要對(duì)等離子技術(shù)的相關(guān)原理、等離子技術(shù)能夠起到的良好改性作用以及實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的方法進(jìn)行了一個(gè)探討分析。

關(guān)鍵詞：紡織物； 等離子技術(shù)； 低溫等離子； 表面改性

中圖分類號(hào)：TS101.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）12-039-001

過去的紡織物生產(chǎn)更多的依賴于原材料本身的性質(zhì)，很多的紡織物生產(chǎn)都是根據(jù)原料本身所具有的一些特點(diǎn)進(jìn)行選用，這樣材料本身可能就存在一些潤濕性能、染色性能、摩擦性能不足的問題。但是經(jīng)過研究實(shí)驗(yàn)以后，等離子生產(chǎn)技術(shù)能夠有效地改善紡織物的性能，尤其是對(duì)紡織物表面性能的改善有著良好的作用。并且該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中數(shù)年，技術(shù)也越來越成熟，所以也還有必要對(duì)其進(jìn)行簡單探討分析。

一、等離子體概述

等離子技術(shù)實(shí)際上也被稱作是低溫等離子技術(shù)，如今低溫等離子技術(shù)應(yīng)用到紡織物表面改性生產(chǎn)中主要就是三種生產(chǎn)方式，電暈、介質(zhì)阻擋、輝光放電三種放電形式。通過不同的放電方式來產(chǎn)生不同的、具有較高化學(xué)反應(yīng)活性的各種帶電粒子，這樣的一些帶電粒子由于自身攜帶大量的能量，就能夠直接的參與到化學(xué)反應(yīng)中。

雖然產(chǎn)生離子的方式不同，但是如今在紡織物生產(chǎn)纖維表面改性應(yīng)用中的作用機(jī)理主要就是氣象沉淀以及離子刻蝕這兩種。一般來說離子刻蝕的作用機(jī)理就是利用離子讓紡織物表面產(chǎn)生“化學(xué)活性點(diǎn)”，從而進(jìn)行“減量加工”，就能夠讓紡織物表面的親水性等性能得到改善；另一種氣象沉淀的方法就是通過產(chǎn)生離子，從而引入官能團(tuán)，利用不同官能團(tuán)的特性來改變紡織物表面的一些特有性質(zhì)，一般來說氧氣、氫氣、氦氣、氖氣、氬氣、氮?dú)狻睔狻⒁彝椤⒓兹菜姆嫉鹊却罅康臍怏w都能夠用作為工作氣體。

二、等離子體在紡織材料表面改性應(yīng)用

1.改變潤濕性能

最早等離子技術(shù)被應(yīng)用到了棉紗材料的處理中，發(fā)現(xiàn)棉紗性能得到了改善，在通過處理以后，棉紗對(duì)濕氣有更好的吸收能力，同時(shí)能夠提高低捻度下的強(qiáng)力。后續(xù)更仔細(xì)的進(jìn)行了氣體的等離子試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)處理以后的棉紗確實(shí)在潤濕性的改變上比較明顯。后續(xù)還利用晴綸材料進(jìn)行了等離子試驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)了腈綸同樣能夠在等離子處理以后潤濕性增加，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)潤濕性能的增加會(huì)隨著處理過程中放電功率的增大以及時(shí)間的增長而增加。

2.改善粘合性能

通過等離子處理以后，紡織材料會(huì)由于處理引入活性的化學(xué)基團(tuán)，從而在潤濕性增加的基礎(chǔ)上增加粘合性，更好地與需要進(jìn)行粘接的部分進(jìn)行粘接，從而保證紡織材料能夠更好地應(yīng)用于各種生產(chǎn)，提高適用性，增加經(jīng)濟(jì)性。

3.改善染色性能

在對(duì)羊毛的等離子處理中發(fā)現(xiàn)，通過處理以后，羊毛表面的化學(xué)成分受到改變，導(dǎo)致羊毛能夠?qū)ο鄳?yīng)的染色材料分子有更好的的吸收和穩(wěn)固能力，同時(shí)該處理也對(duì)羊毛材料表面的鱗片層產(chǎn)生破壞，從而讓染色材料進(jìn)入到深層。其原理就是等離子技術(shù)處理過程中讓材料表面化學(xué)成分改變，產(chǎn)生毛細(xì)管效能，從而能夠更好地吸收顏料分子。

4.提高退漿率

通過離子技術(shù)的處理，能夠讓漿料的表面也發(fā)生一定的化學(xué)變化，從而讓這些漿料能夠更好地溶解于低溫水中，通過這樣的處理，確實(shí)能夠去除掉紡織物上的一些漿料或者增加漿料的溶解性，并且對(duì)紡織物本身沒有過多的影響，提高了紡織物的退漿率，對(duì)于紡織物的生產(chǎn)使用都有著積極的意義。

5.增加摩擦性能

由于紡織物材料實(shí)際生產(chǎn)目的不同，對(duì)于紡織物表面的粗糙和光滑程度的要求也不一樣，所以通過等離子技術(shù)能夠?qū)徔椢锉砻娴拇植诔潭冗M(jìn)行改變，從而改變紡織物的摩擦性能。比如，在對(duì)大豆纖維表面進(jìn)行了等離子處理以后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)能夠增加其摩擦性，因?yàn)榈入x子的刻蝕作用能夠在織物表面產(chǎn)生一些溝槽等，從而提高織物表面的摩擦系數(shù)。

三、等離子體生產(chǎn)淺析

如今等離子生產(chǎn)中主要就是利用三種技術(shù)：電暈放電、介質(zhì)阻擋放電、輝光放電。

1.電暈放電

電暈放電一般在常壓或者減壓的環(huán)境下進(jìn)行處理，有“直流”和“脈沖”兩種放電的方式，主要是能夠在放電時(shí)產(chǎn)生臭氧以及一些自由基團(tuán)、電子等高能量的離子，從而創(chuàng)造一種高能量的環(huán)境，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟的發(fā)展起來了，但是還存在著范圍小以及能量難控制的問題。

2.介質(zhì)阻擋放電

介質(zhì)阻擋放電（DBD）是一種非平衡態(tài)、非穩(wěn)定和不均勻放電。廣泛用于臭氧合成、材料的表面處理及凈化空氣等，它可以對(duì)形狀復(fù)雜的材料進(jìn)行表面處理。

3.輝光放電

輝光放電可以分為低氣壓輝光放電和常壓輝光放電。低氣壓輝光放電，工作壓力一般都低于10mbar。如今低氣壓輝光放電被廣泛用于各種無機(jī)材料、金屬材料、高分子材料和各種化纖紡織品、毛紡織品、纖維和無紡布等材料的表面處理中。

四、結(jié)束語

等離子技術(shù)實(shí)際上就是一種紡織物材料固體表面和氣體之間的直接反應(yīng)，在實(shí)際的生成過程中，不依賴于水資源，能夠大量節(jié)約用水，同時(shí)生產(chǎn)過程中進(jìn)行嚴(yán)格的生產(chǎn)控制，能夠有效的節(jié)能，防止污染。實(shí)際上等離子技術(shù)在紡織物表面改性生成過程中的效果好，且未來的發(fā)展前景也較為廣寬。但是該技術(shù)在如今的生產(chǎn)過程中還存在一些問題：首先就是雖然在密閉生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行生產(chǎn)，但是需要設(shè)定的因素也偏多，控制難度大；其次這種生產(chǎn)技術(shù)對(duì)于設(shè)備的要求較高，也較為復(fù)雜，還需要進(jìn)一步完善；生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，不同的等離子實(shí)際上的生產(chǎn)效果是不同的，所以還有很多需要進(jìn)行研究的方面。未來還需要不斷地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行研發(fā)，提高設(shè)備的性能，也要降低設(shè)備的價(jià)格，讓技術(shù)能夠更好地進(jìn)入人們的生活。

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