等離子體表面處理技術(shù)作為一種綠色、環(huán)保、安全、節(jié)能的干式加工方法,在天然纖維和化學(xué)纖維改性處理上獨具特色,近年逐漸引起人們的重視。低溫等離子體中的高能活性粒子與纖維表面相互作用,例如表面活化、接枝聚合等,改變了纖維表面的形貌特征和化學(xué)組成,從而改善了纖維表面功能特性。
我們知道等離子體雖然是呈電中性的基團,但其中含有大量的活性粒子:電子、離子、激發(fā)態(tài)分子原子、自由基、光子等,它們的能量范圍在1-10eV間,這樣的能量級別是紡織材料中有機分子的結(jié)合能的能量范圍,因此等離子體中的活性粒子會和紡織材料表面發(fā)生物理和化學(xué)作用,物理作用如解吸、濺射、激發(fā)、刻蝕;化學(xué)反應(yīng)例如交聯(lián)、氧化、聚合、接枝等。
1、天然紡織纖維和織物
天然紡織纖維和織物主要是指棉、麻、兔毛、羊毛、蠶絲等。棉織物的脫脂,如在真空等離子表面處理設(shè)備中通入O2或空氣,在低壓條件下反應(yīng)腔體進行輝光放電,氧離子體分解棉纖維表面的油脂和脫脂;另外等離子體工藝可提高羊毛、兔毛的摩擦系數(shù),提升飽合力和可紡性,改善羊毛的氈縮性和染色性。
2、合成纖維
合成化學(xué)纖維具有優(yōu)良的機械性能,但潤濕性差,染色性差,并且容易產(chǎn)生大量靜電。經(jīng)過等離子體表面處理之后,會在纖維表面引入大量的親水基團,潤濕性明顯提高,毛細(xì)現(xiàn)象非常明顯。例如電子行業(yè)用于絲網(wǎng)印刷的織布,主要成分是聚酯纖維(POLYESTER FIBERS),簡稱PET纖維,俗稱“滌綸”,為保證其油墨的滲透性,加入等離子表面處理工藝,如圖2所示PET纖維等離子表面處理:
經(jīng)過等離子表面處理之后,再在纖維表面進行接枝,則獲得長久性的親水性,同時隨著不同性質(zhì)的氣體等離子體或等離子體中充入不同的化合物,可使紡織品具有親水性、疏水性、阻燃性、抗皺性等特殊功能。表1列出幾種常見的天然和合成纖維材料的等離子體表面處理(改性):
3、等離子表面處理在紡織行業(yè)中的工藝價值
現(xiàn)代的紡織品需要經(jīng)久穩(wěn)定的色彩牢固度,同時還要減少溶劑的使用,以利于環(huán)保友好和身體健康。經(jīng)過等離子表面處理的纖維和織物,其潤濕性能明顯提高,能夠牢固而持久地附著。
借助等離子表面處理工藝,可以研發(fā)創(chuàng)造新的功能性涂層面料,賦予產(chǎn)品新的附加值,提高企業(yè)核心競爭力。并且等離子表面處理屬于干法工藝,可以使生產(chǎn)流程綠色環(huán)保,減少污水排放,經(jīng)營成本和維護成本顯著降低;同時可以改善工藝,提高產(chǎn)品品質(zhì)和良率。