等離子體技術(shù)對(duì)纖維材料表面改性的方法及作用原理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-10-17

目前，紡織染整工業(yè)生產(chǎn)仍以濕法加工為主，不但要耗用大量的水，而且需使用各種化學(xué)試劑，這會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，具有生態(tài)型的清潔生產(chǎn)加工新技術(shù)———等離子體技術(shù)已引起了人們的極大關(guān)注，并成為紡織染整行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。

等離子體的概念

氣態(tài)物質(zhì)在熱、電等能量的作用下產(chǎn)生不同程度的分子(或原子)及電子的分離，形成帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的離子等。狹義上講，等離子體就是全部或部分被電離的氣體，是電子、離子、原子和分子，或自由基等粒子組成的集合體;廣義上講，等離子體是由大量帶正電的粒子和帶負(fù)電的粒子，以及一些中性原子、分子和其他粒子所組成的，在宏觀上呈電中性的物質(zhì)聚集態(tài)。這種包含原子、分子、電子、離子、光子、各種亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)粒子的混合氣體即為等離子體，等離子體又被稱為繼固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之后的物質(zhì)的第4態(tài)或稱等離子態(tài)，是獨(dú)特的導(dǎo)電流體。等離子體中的粒子能量一般為幾個(gè)至幾十個(gè)電子伏特(eV)，如電子的能量為0eV~20eV、離子為0eV~2eV、亞穩(wěn)態(tài)粒子為0eV~20eV、紫外光/可見(jiàn)光為3eV~40eV，足以提供化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。

利用等離子體對(duì)纖維材料表面進(jìn)行改性，其優(yōu)點(diǎn)為:一是它僅對(duì)材料表面進(jìn)行改性而不對(duì)材料本體性能產(chǎn)生破壞，故能最大程度地保留材料原有的物理機(jī)械性能;二是等離子體處理可以采用各種氣體作為反應(yīng)氣氛，能滿足不同整理風(fēng)格的要求，適應(yīng)面廣，且處理時(shí)間短，能一次性完成，省時(shí)省力;三是等離子體處理屬干法加工，避免了液體試劑的使用，不像傳統(tǒng)化學(xué)處理會(huì)造成試劑殘留。因此，安全、無(wú)公害和無(wú)三廢處理技術(shù)是一種節(jié)能、節(jié)水和環(huán)境友好的新技術(shù)。

等離子體技術(shù)對(duì)纖維材料表面改性的方法及作用原理

等離子體對(duì)纖維材料表面改性的方法

等離子體對(duì)纖維材料表面的改性方法主要有3種:①等離子體表面處理改性法，是指對(duì)材料表面或極薄表層的活化和刻蝕處理。如用非聚合性氣體(如Ar、He、O2、N2、H2、NH3或水蒸氣等)的等離子體對(duì)纖維材料產(chǎn)生的表面改性;②等離子體沉積聚合法，是指將有機(jī)化合物的氣體形成等離子體狀態(tài)，通過(guò)控制工藝條件，使其沉積在處理物表面形成覆膜的方法，也就是用有機(jī)氟、有機(jī)硅或有機(jī)金屬的等離子體作用于材料表面，并在材料表面產(chǎn)生一薄層沉積物;③等離子體接枝聚合法，是先用等離子體使材料表面活化，產(chǎn)生自由基，引入活性基團(tuán)，然后在此基礎(chǔ)上再運(yùn)用接枝方法，在原表面上形成許多支鏈，構(gòu)成新的表層，而使纖維材料表面達(dá)到改性的目的。

等離子體處理纖維材料的作用原理

在等離子體發(fā)生器中，除了等電量的正、負(fù)粒子外，還存在許多化學(xué)活性物質(zhì)及其因輻射而發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光子。把纖維或織物置于等離子體發(fā)生器中，電場(chǎng)中產(chǎn)生大量等離子體及高能自由電子，等離子體中的離子、電子和激發(fā)分子(原子)等粒子對(duì)纖維表面濺射刻蝕，而等離子體中的化學(xué)活性物質(zhì)使纖維材料表面產(chǎn)生氧化、脫氫及加成等反應(yīng)，即促使纖維表層產(chǎn)生刻蝕、交聯(lián)、接枝和共聚反應(yīng)。等離子體中的分子、原子和離子滲入到纖維材料表面，而纖維材料表面的原子逸入等離子體中。這個(gè)過(guò)程可使纖維表層的大分子鏈斷裂，呈微觀不平的粗糙狀態(tài)，為進(jìn)一步改性創(chuàng)造條件;或在表面生成離子及自由基團(tuán)而改變纖維表面的親水性、滲透性、導(dǎo)電性以及分子量等。另外，纖維大分子表面的結(jié)晶相和無(wú)定形相的比例也可能發(fā)生變化。當(dāng)然，可應(yīng)用于等離子體技術(shù)的氣體有多種，應(yīng)用不同的氣體可獲得不同的效果。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，隨之而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，人們開(kāi)始重視環(huán)境保護(hù)，并對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求日益提升，因此，環(huán)境友好的生態(tài)型整理新技術(shù)———等離子體技術(shù)在纖維材料改性方面的應(yīng)用將會(huì)更加廣闊。