Aug. 24, 2023
等離子體又叫做電漿,是由部分電子被剝奪后的原子及原子電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì),它廣泛存在于宇宙中,常被視為是除去固、液、氣外,物質(zhì)存在的第四態(tài)。等離子體技術(shù)是上世紀(jì)70年代新興的一門(mén)技術(shù),隨著當(dāng)代高新技術(shù)的蓬勃發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生,為化學(xué)合成制膜技術(shù)、表面處理和精細(xì)化工提供了嶄新的技術(shù)手段。現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化學(xué)化工、高分子科學(xué)、材料科學(xué)及半導(dǎo)體工藝等領(lǐng)域。等離子體表面改性無(wú)需使用大量水和化學(xué)物質(zhì),是一種環(huán)保的非水處理技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潤(rùn)濕性、拒水性、抗油性、染色性、印刷性等表面性能的改善以及表面薄膜的沉積。目前,等離子體處理技術(shù)處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,仍在不斷開(kāi)拓各種新的應(yīng)用途徑。
無(wú)紡布領(lǐng)域中應(yīng)用的等離子體表面處理技術(shù)是利用非聚合性氣體(如Ar、N2、CO、NH3、O2、H2等)等離子體與材料表面相互作用,在表面上形成新的官能團(tuán)或者改變高分子鏈結(jié)構(gòu)或者表面刻蝕或者兼而有之,以改善無(wú)紡布的通透性、粘結(jié)性、可染性等,從而達(dá)到表面改性的目的。
等離子體處理無(wú)紡布或基布以增加其通透性能
等離子處理無(wú)紡布或者基布可以在其纖維表面進(jìn)行刻蝕和接枝親水極性基團(tuán),從而增加無(wú)紡布或者基布乃至合成革產(chǎn)品的通透性能。
等離子體處理無(wú)紡布和基布以增加其染色性能
傳統(tǒng)的染色方法一般在染色結(jié)束后,染色殘液中未吸盡的染料,或染色織物在后處理中洗下的浮色,都會(huì)造成嚴(yán)重的水污染。經(jīng)過(guò)等離子體處理之后,織物表面由于刻蝕作用而比表面積大大增加,引起了織物親水性和染料透染性的增加,這點(diǎn)對(duì)分子結(jié)構(gòu)相對(duì)小的活性染料的影響尤為明顯。
等離子體處理無(wú)紡布和基布以增加其染色性能主要通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn):利用等離子體處理產(chǎn)生的高反應(yīng)性能,在纖維表面引入親水基團(tuán)(如-OH、-SO3H、-COOH)和對(duì)染料具有親和性的基團(tuán)(如-NH2);利用等離子體處理增加纖維活性,在纖維表面生成自由基,從而引發(fā)單體在纖維表面接枝聚合,使纖維表面接枝上與染料具有親和性的基團(tuán);利用等離子體表面處理的刻蝕作用,使紡織品表面粗糙化,減少對(duì)光的表面反射,增加對(duì)染料的吸收,提高染色織物的表觀深度和染色濃度。這樣可以在不降低其強(qiáng)度的同時(shí),起到節(jié)約染料量,增加基布染色牢度,保護(hù)環(huán)境、節(jié)約染料和節(jié)省能源等的目的。
等離子體處理無(wú)紡布和基布以增加其粘結(jié)性能
等離子體處理無(wú)紡布和基布以增加其粘結(jié)性能的主要原因?yàn)椋和ㄟ^(guò)清潔和刻蝕作用清除有機(jī)污漬和弱界面層;由于等離子體表面刻蝕的作用使表面粗糙度增加,從而增加聚合物和粘合劑的有效接觸面積;通過(guò)形成薄交聯(lián)層,使表面致密結(jié)實(shí),阻止低相對(duì)分子質(zhì)量的成分?jǐn)U散到界面,提高聚合物表面的粘接強(qiáng)度;由于極性基團(tuán)C=O、-COO-、-OH等的引入而引起的接觸角的減小以及表面能的增加。接觸角的減小會(huì)使聚合物表面和粘合劑之間形成廣泛的表面接觸,進(jìn)而使粘合劑在聚合物表面擴(kuò)散起來(lái)更加容易。穩(wěn)定的表面產(chǎn)生的化學(xué)基團(tuán)引起酸堿相互作用和共價(jià)鍵結(jié)合,這被認(rèn)為是最強(qiáng)的粘接。
相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)濕法處理工藝,用等離子體處理無(wú)紡布材料有眾多優(yōu)勢(shì)。主要有以下幾點(diǎn):(1)等離子體處理可以在不改變基布基體特性的前提下,只是改善材料的表面性能。(2)等離子體處理可以很容易地改變無(wú)紡布的表面性能,但是采用化學(xué)濕法卻無(wú)法改變或很難改變。(3)等離子體處理過(guò)程非常環(huán)保,傳統(tǒng)的濕式化學(xué)處理工藝不僅要消耗水資源,還會(huì)造成嚴(yán)重的水污染,等離子處理是一個(gè)干式的過(guò)程,不會(huì)造成污染。
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