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1、低温等离子体在纺织中的应用低温等离子体在纺织中的应用概述概述轻化082 崔志鹏 等离子体是高能离子化气体，被称为物质第四态。按等离子体密度可分为18个等级，按温度可分为7个等级，其涵盖范围很广，从宇宙空间到太阳均在此范围内，它占了整个宇宙的99%。等离子体包括：中性原子或分子、正负离子、自由电子、光子、各种亚稳态受激体、自由基及分子或聚合物碎片。等离子体概述等离子体概述非热平衡等离子体会产生热自由电子，它可产生高化学活性，但中性体和离子接近室温。质量极小的自由电子对系统加热作用极小，使其保持冷温。冷等离子体的工业用途很广，在纺织品的加工处理相对于其它行业算是刚刚起步。低温等离子体低温等离子体它
2、对加工件表面作用主要有它对加工件表面作用主要有清除物质清洁/蚀刻作用；添加物质沉积层作用；增加表面能表面活化作用。生成等离子体的能量供给途径主要有电能、热能、核能、辐射能和机械能五种,实验室中的电离方法主要有：放电法通过从直流到微波所有频率带的放电，都可以产生各种不同电离状态的等离子体。燃烧法通过燃烧，使气体发生热电离。例如火焰中的高能粒子相互碰撞会发生热电离；此外，特定的热化学 反应所放出的能量111能引起气体电离。冲击波法通过急剧压缩气体，产生高温，使气体发生热电离而产生等离子体。光、X射线、射线照射法 电离所需的能量由光、X射线、射线提供，放电的起始电荷是电离生成的离子，这种电离方法形成
3、的电荷密度一般较低。激光照射法通过激光照射可使物质蒸发而电离，不过需要大功率的激光。1.碱金属蒸气与高温金属板的接触使碱金属蒸气与高温金属板接触生成等离子体。当气体接触到具有比其电离能大的金属时，则发生电离。碱金属蒸气的电离能小，故容易发生电离。等离子体的产生等离子体的产生低温等离子技术在染整加工中的应用低温等离子技术在染整加工中的应用发表的文献资料看，低温等离子体的应用范围在纺织品加工上有以下几个方面纤维与织物的深色、浓色化；纤维表面的凹凸化、粗糙化；纤维表面与双折射率小的高分子聚合形成薄膜；改进纤维、织物的吸水性能；纤维与织物的疏水加工；纤维与织物的阻燃加工；纤维与织物的防污加工；丝绸的抗
4、皱；抗静电加工；提高纤维的粘接性；碳纤维的表面改性。等离子体处理织物的作用原理等离子体处理织物的作用原理 等离子体的能量可通过光辐射、中性分子流和离子流作用于聚合物表面。这些能量的消散过程就使聚合物表面获得改性。在等离子体中的中性粒子将通过连续不断地轰击固体表面将能量转移给聚合物。这些中性粒子的能量具有4种形式:动能,振动能，离解能和激化能。动能和振动能只对聚合物起加热作用，而自由基离解能则是通过引起聚合物表面各种化学反应一一脱氢、加成、氧化等作用而获得消敢，与此同时,也可与聚合物表面的自由基结合而使聚合物加热;激化分子和原子是以与固体表面碰撞而达到能量消散的，这些亚稳态分子和原子的能量通常大
5、于聚合物的离解能，因而在碰撞过程中会产生聚合物自由基：把织物密封置于该电场，电场中产生的大量等离子体及高能自由电子，能促使纤维表层产生腐蚀、交换、接枝和共聚反应。等离子体中的分子、原子和离子渗入到材料表面；材料表面的原子逸入等离子体中。这个过程可以达到没有等离子体参与所不能达到的化学和物理改性效果,它可使纤维表层的大分子链断裂,呈微观不平的粗糙状态,为进一步改性创造条件；或在表面生成离子、自由基团而改变纤维表面的亲水性、渗透性,导电性以及分子量等。另外,聚合物表面的结晶相和无定形相的比例也可能发生变化。1.防污加工防污加工 对防污自洁表面的研究是基于荷叶效应而展开的，研究表明荷叶表面具有微米和
6、纳米双重结构，正是由于这种独特的结构以及表面的蜡晶赋予它防污自洁的性能，因此，制备具有防污自洁功能的表面需构筑出具有类似荷叶表面的结构。在PET上通过等离子体加强化学气相沉积可以构筑出超疏水表面；紫外线可以引发含氟丙烯酸酯在低密度聚乙烯（LDPE）表面进行疏水接枝改性;电子束可以在光稳定性很好的聚四氟乙烯(PTFE）表面产生活性基。PVDF是一种高分子量半结晶氟聚合物，具有优异的抗紫外线和耐老化性能，因此,通过等离子体和紫外光引发接枝相结合的手段对对表面进行防污自洁改性，具有一定的可行性,并且其应用前景将十分广阔。加工实例加工实例2.拒水处理拒水处理 纺织材料的等离子体处理拒水拒油改性大多数是
7、通过沉积或接枝共聚的方法把拒水性基团引人到材料表面达到拒水目的。一般有三种途径，其中最直接的方式是在非聚合性气体中对织物进行等离子处理，将拒水性基团，如含氟基团，接枝到纺织材料分子结构上或和其原子进行置换。另一种方法是将纺织材料浸渍到含有拒水性的预聚物和引发剂的溶液中，然后再用等离子处理在材料表面生成自由基，引发预聚物接枝到材料表面上。最具潜能的方法是将材料置于等离子发生设备中，直接将拒水性有机物沉积到材料表面上。这种沉积作用可以在两种情况下发生，一是在等离子体处于激发状态下的沉积聚合，又称为等离子体聚合；另一种方法是两步法：首先使用惰性气体氦气、氩气)等离子体处理纺织材料，使材料表面产生自由
8、基，然后用不饱和单体和这些自由基发生反应接枝到材料大分子上，这又称为等离子接枝。3.羊毛防缩整理羊毛防缩整理 羊毛织物收缩而原因：（1）松弛收缩，羊毛织物染整加工多采用松式加工或张力较小的设备，但织物内部仍然存在一定的应力会使织物存在现在的收缩，湿润后，内应力释放，织物变发生缩水现象；（2）毡化收缩，羊毛鳞片结构引起的定向摩擦效应以及羊毛的弹性造成缩绒性，也使织物在服用过程中发生毡缩，外观和服用性能受到影响。经等离子体处理后的羊毛纤维定向摩擦效应减小，并在大分子上引入了NH2、COOH、OH等水溶性基团，吸湿性提高，洗涤时，可在羊毛纤维表面产生水合层，纺织羊毛纤维彼此摩擦、毡化，改善了羊毛织物的防毡缩效果。此法也可取代羊毛织物的绿化放缩工艺。4.其它其它 粘胶纤维用含磷、氮聚合物浸泡后，经N2低温等离子体照射而接枝聚合，纤维得到阻燃整理。阻燃织物进行低温等离子体处理可提高整理织物的耐洗性。由于低温等离子体处理提高了表面的亲水性，并获得了易去污的效果。对棉、麻等织物的低温等离子体处理，织物因减量而柔软，并提髙了抗皱性。用氨低温等离子体处理的棉布通过电子显微镜观察到与树脂抗皱处理具有相同的片晶间的交联。低温等离子体处理技术在电子材料、金属新材料、塑料加工等领域已经技术成熟，但在纺织加工领域还处于开发阶段，作为一种清洁、节水、节能、处理均匀的工艺，已经取得了一定的成果。结语结语谢谢
低温等离子体在纺织加工中的应用概述
