紙張等離子體處理改性紙張性能

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-08-19

紙漿纖維表面改性的方法有多種，包括化學改性和物理改性，化學改性一般為表面刻蝕和表面接枝，物理改性則包括超聲作用、低溫等離子體處理等。低溫等離子體處理改性纖維，由于其操作簡單、節(jié)水、無污染，符合綠色化學和可持續(xù)發(fā)展的要求，在聚合物材料表面改性中應(yīng)用廣泛。

低溫等離子體處理就是利用等離子體中的活性粒子對材料表面進行撞擊，將粒子自身的能量傳遞給材料表面的原子或分子，如此引發(fā)一系列的物理和化學過程，如腐蝕、解吸、濺射、刻蝕、燒蝕和蒸發(fā)等，從而有效地改變材料的表面性質(zhì)。低溫等離子體處理纖維僅改變纖維的表面性質(zhì)而對材料本體的性能幾乎沒有影響。影響纖維間結(jié)合的主要因素是纖維的表面化學，O2、N2、Ar或空氣等離子處理紙漿纖維，可以增加纖維表面羧基、羥基含量，改變纖維表面木素結(jié)構(gòu)，進而改變纖維表面化學和紙張性能。

紙張等離子處理前后各項指標對比

吸液高度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，吸液高度均有較大幅度提高?？赡苤饕怯捎诘入x子處理對纖維表面產(chǎn)生一定的刻蝕作用，提高了纖維表面的粗糙度，去除了纖維表面部分殘余木素和抽提物，暴露更多的微細纖維所致。

縱向濕抗張強度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，縱向濕抗張強度有一定幅度提高。主要是由于紙張經(jīng)等離子處理后與水的接觸角減小，表面自由能增加，紙頁纖維的粘結(jié)性得到改善，纖維間的粘結(jié)強度提高，從而改善紙頁的表面強度，纖維通過形成新的共價交聯(lián)增強了纖維的濕抗張強度。

抗張強度
經(jīng)等離子體處理后，紙樣的縱向抗張強度有所提高，氮氣等離子體處理后的縱向抗張強度提高幅度比氧氣等離子體處理后的縱向抗張強度提高幅度大。原因可能是經(jīng)等離子體處理的纖維表面產(chǎn)生了很高活性的自由基，這些自由基被空氣中的氧氣氧化生成了羥基、羧基等極性基團，極性基團的增加使紙頁纖維間的氫鍵結(jié)合增加，提高了纖維之間的結(jié)合力，從而使紙樣的縱向抗張強度提高。抗張強度提高程度與等離子氣體種類有關(guān)。

撕裂度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，其縱向、橫向撕裂度都有所提高?？赡苁怯捎诘入x子體處理后，增加了纖維表面的羧基含量，提高了纖維表面的O/C比，對表面產(chǎn)生一定的刻蝕作用，提高了纖維表面的粗糙度，增強了纖維間的嚙合，增大了纖維間的摩擦力，增加了纖維間的接觸面積，使纖維之間的結(jié)合力增強，最終撕裂度提高。

采用等離子體處理，有助于提高紙張的干濕抗張強度、耐破度、撕裂度、吸液高度、透氣度等指標。