淺談等離子體在紡織材料表面改性中的應(yīng)用進展

黃玉中

摘 要：科技的發(fā)展推動了紡織物生產(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際生產(chǎn)中應(yīng)用的方法進行了一個探討分析。

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：TS101.8 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：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進行選用，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)過研究實驗以后，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，所以也還有必要對其進行簡單探討分析。

一、等離子體概述

等離子技術(shù)實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理就是利用離子讓紡織物表面產(chǎn)生“化學(xué)活性點”，從而進行“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，利用不同官能團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、氮氣、氨氣、乙烷、甲炔四氟化碳等等大量的氣體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，棉紗對濕氣有更好的吸收能力，同時能夠提高低捻度下的強力。后續(xù)更仔細(xì)的進行了氣體的等離子試驗，發(fā)現(xiàn)處理以后的棉紗確實在潤濕性的改變上比較明顯。后續(xù)還利用晴綸材料進行了等離子試驗，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，同時也發(fā)現(xiàn)潤濕性能的增加會隨著處理過程中放電功率的增大以及時間的增長而增加。

2.改善粘合性能

通過等離子處理以后，紡織材料會由于處理引入活性的化學(xué)基團，從而在潤濕性增加的基礎(chǔ)上增加粘合性，更好地與需要進行粘接的部分進行粘接，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)濟性。

3.改善染色性能

在對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，同時該處理也對羊毛材料表面的鱗片層產(chǎn)生破壞，從而讓染色材料進入到深層。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，并且對紡織物本身沒有過多的影響，提高了紡織物的退漿率，對于紡織物的生產(chǎn)使用都有著積極的意義。

5.增加摩擦性能

由于紡織物材料實際生產(chǎn)目的不同，對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行改變，從而改變紡織物的摩擦性能。比如，在對大豆纖維表面進行了等離子處理以后，發(fā)現(xiàn)確實能夠增加其摩擦性，因為等離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產(chǎn)生臭氧以及一些自由基團、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，它可以對形狀復(fù)雜的材料進行表面處理。

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，同時生產(chǎn)過程中進行嚴(yán)格的生產(chǎn)控制，能夠有效的節(jié)能，防止污染。實際上等離子技術(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)對于設(shè)備的要求較高，也較為復(fù)雜，還需要進一步完善；生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，不同的等離子實際上的生產(chǎn)效果是不同的，所以還有很多需要進行研究的方面。未來還需要不斷地對生產(chǎn)設(shè)備進行研發(fā)，提高設(shè)備的性能，也要降低設(shè)備的價格，讓技術(shù)能夠更好地進入人們的生活。

參考文獻：

[1]李倩，楊建忠，楊振中，李發(fā)洲，王勇.低溫等離子體對山羊絨表面改性的研究[J]毛紡科技，2012（01）：67

[2]魏道培.最實用的纖維電池[J]中國纖檢，2012（05）：79

[3]陳紅苗，羅艷.生物質(zhì)材料在紡織方面的應(yīng)用[J]紡織科技進展，2012（01）：105

[4]饒崛.防彈與防刺紡織材料研究進展[J]中原工學(xué)院學(xué)報，2012（01）：45

[5]李棟，謝學(xué)民，尹陸生，段連群，黃曉輝.聚四氟乙烯低溫等離子體表面改性研究進展[J]有機氟工業(yè)，2011（01）：77