陈森,陈英等人研究发现经过氩气等离子体(50W,1min)处理的棉织物再经过5g/LNaOH退浆处理10min,能达到常规碱退浆10g/LNaOH退浆30min的退浆率,而且其毛效也高于一般常规碱退浆的效果。对纤维的损伤程度小于常规碱退浆,单纱的强力较高。经过等离子处理的纤维素纤维染色效果也得到增强,上染率提高。
目前,意大利HTPUNITEX(尤尼泰克斯)公司推出的DPR等离子体设备已成功应用于平幅织物的退浆工艺。设备公称宽度500~3500mm,速度为5~50m/min。基本原理是在抽真空(20~200Pa),温度为50℃下,通入氮气,利用高压施加于电极产生的等离子体对织物进行退浆。等离子体有效地切断织物上浆料的分子键,提高了退浆率,改善了染色性能,并大大缩短了前处理水洗流程,节水、节气、经济、环保。
葡萄牙Minho大学纺织工程部研究发现,在棉织物丝光前,先采用Softal电晕放电装置对织物进行等离子体电晕放电(空气,40kHz,10kV),然后在张力控制的条件下,对棉织物进行丝光(NaOH质量浓度为300g/L)。经等离子处理的棉织物吸收NaOH的时间缩短,而且放电越强烈,织物吸收NaOH越快。经电晕放电预处理后,丝光时无需添加其他助剂,因此更易回收NaOH,成本更低,且对环境影响小。
经过等离子处理的棉织物在染色性能上也有很大提高,Oz-dogan等人用不同的气体等离子EDA(乙二胺)和TETA(三乙烯四胺)在13.56MHz下处理棉针织物,经过等离子处理的棉织物颜色优于没有经过等离子处理的。实验得出经TETA等离子体处理15min后棉针织物的K/S值最高。
麻纤维具有良好的机械物理性能和卫生保健性能。但是由于其取向度高,染色性较差,不易染成深色、而且鲜艳度也较差。研究发现,利用等离子体处理苎麻纤维,对苎麻的表面进行刻蚀,引入亲水性基团,可显著的增加毛细管效应,使纤维表面的润湿性大大改善,提高了染料在纤维中的扩散效率和增大了纤维对染料的吸附量。同时表面粗糙程度也有所增加,增大了表面积,失重率增加。研究发现当放电功率增大到40W时的上染率和增深性都达到最大。如果功率继续增大,上染率和增深性反而下降,这可能是因为随着功率增大,等离子体中粒子数量增多,能量增大,苎麻表面氧化程度越高,降低了纤维对染料的吸附能力。
李淳,王晓等人利用不同气氛下等离子气体引发亚麻织物接枝丙烯酸,空气与氦气引发产生的接枝物比氮气引发产生的要均匀。其中空气等离子处理接枝效果最优。再经研究发现对接枝后的亚麻进行活性染料染色,织物的干湿摩牢度、水洗牢度都得到提高。染料的上染率、染色牢度、得色深度也有一定程度的提高。
据报道,俄罗斯纺织科研工作者在研究中为了提高亚麻的印花效果,用半漂染和漂白亚麻织物进行了等离子体处理,处理后织物的毛细效应分别提高1倍和1.5倍,处理后原色织物和漂白织物试样的白度几乎不变。然后对亚麻织物进行活性染料筛网印花。结果表明,经等离子体处理的亚麻织物有较高的染色牢度,纤维上活性染料的固色率均有很大提高。
2·2蛋白质纤维的等离子体处理
传统的羊毛防毡缩采用的是氯化方法,此方法容易使纤维降解过重,纤维的强力及机械性能降低。此外氯化对环境污染严重。
Hesse等用等离子体处理羊毛,利用等离子体中的高能粒子对羊毛表层进行轰击,表面产生刻蚀,纤维表面微观粗糙化,使羊毛纤维表层变的平滑,鳞片层边缘部分损伤,呈不规则形状,并明显钝化,定向摩擦系数降低,使羊毛手感变好,降低毡缩率。但是仅用等离子处理羊毛其织物的防毡缩效果下降有限。国内郭勇、蔡再生等人也利用低温等离子体和Savinas型酶或ProtexMultiplusL型酶结合进行羊毛防毡缩整理,效果十分明显,而羊毛的优良性能几乎不变。虞学锋等人利用低温等离子体和MTG酶结合对羊毛进行防毡缩整理,使得羊毛织物毡缩率降幅达85%,而断裂强度和断裂延伸度都有所提高。钟安华等人研究的等离子结合壳聚糖和生物酶对羊毛织物防毡缩处理,羊毛织物经过等离子处理后,先用壳聚糖溶液处理,利用壳聚糖在织物表面可以成膜保护生物酶对羊毛织物的二硫键的过分破坏,防止羊毛过度损伤。改善了羊毛的手感、悬垂性等性能。
经过等离子体处理后的羊毛的染色性能也得到大大提高。国外El-Zawahry等人利用低温氮气等离子体处理羊毛织物,在羊毛的表面进行刻蚀,形成更多的亲水性基团,使染料更容易扩散到纤维内部,纤维对染料的吸附量提高。Radetic[25]等人利用不同气体(空气、O2和Ar)等离子体处理羊毛针织物,经过测定针织物的K/S值大小依次是:O2>空气>氩气。因此等离子体处理气体的不同对织物的染色性能也有不同的影响。汪前东等人研究等离子体(压强15Pa,额定电流6A,时间5min)处理羊毛后,80℃染色50min,经过处理的羊毛的染料上染率得到了很大的改观;而且经过处理后的羊毛的色牢度都提高了半级到一级。
Iriyama等人利用不同的低温等离子气体(O2,N2和H2)处理染中深色的蚕丝织物,研究发现所有经等离子处理的织物K/S值都有所提高,而最节约染料、染色效果最佳的是经O2处理的织物。
2·3合成纤维的等离子体处理
合成纤维大多数吸湿性差、易产生静电,影响了合成纤维服饰穿着的舒适性。Negulescu等人采用SiCl4低温等离子体对涤纶纤维处理,发现纤维的亲水性有明显提高,纤维经30s处理后表面水的接触角由原来的86°降为60°,再经等离子处理10min,接触角则降为46°。李永强等人用低温等离子体(压强40Pa,功率100W,时间5min)处理引发丙烯酸对涤纶的接枝处理,实验发现经过等离子体处理的涤纶比未经过处理的润湿性能大有改善,用碱性染料亚甲基蓝染色,测得经等离子体处理后,K/S值稍有提高。这是由于等离子体对涤纶织物的刻蚀,涤纶表面裂解,自由基与一定含量的氧原子形成呈酸性的羧酸基等基团,酸性基团的增多使碱性染料亚甲基蓝吸附量增加。
唐晓亮等人用不同气体的常压介质阻挡放电等离子体处理涤纶织物,可大幅度提高涤纶织物染色K/S值和染料上染量,以Ar或O2-Ar(1∶10)等离子体处理,上染量提高20%左右。同时摩擦牢度没有降低,基本达到5级。N2-Ar(1∶4)等离子体有时也有较好的改性效果,但其改性作用不太稳定。利用氧气、氮气等离子体处理后,引进了一定数量的含氧及含氮基团,使涤纶表面张力增大,也使其易去污性有所改善。而经过CF4,CF3Cl处理涤纶纤维后表面张力是降低的,表面疏水性增强,涤纶的拒水性能变得更好。
在研究中,有学者讨论了空气等离子体处理气态丙烯酰胺和丙烯腈的等离子体接枝的涤纶表面电阻性能。表明经空气等离子体处理后,涤纶织物表面电阻明显下降,即使在较低相对湿度条件下,表面电阻也相当低。
Errifai等人利用等离子体聚合技术对尼龙6处理,在尼龙6表面覆盖上一层丙烯酰-1,1,2,2-四氢全氟癸酯,使尼龙6具有很好的阻燃性能,热量释放的速率降低了50%。
蒋向,邓剑如利用H2和空气的等离子体对芳纶进行改性,研究发现芳纶表面极性基团增多,纤维表面张力增大、表面极性分数增大。H2等离子体处理3min后,芳纶表面张力总量提高了37%。
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