1.2丙纶

丙纶材料吸湿性差,易产生静电,一旦电荷聚集很难消除.TakashimaK等研究了经氩气、氮气和空气低气压等离子体处理后再经电晕放电处理的丙纶薄膜在电荷消除前后空间和表面电荷的变化情况,并通过X射线光电子能谱(ESCA)分析处理样品表面化学组成变化,探讨了抗静电加工机理.[7]研究发现,经低温等离子体处理后,丙纶表面仍然存在大量负电荷,即等离子体处理本身不能防止电荷在纤维表面聚集,但处理后能在丙纶表面产生电荷俘获陷阱,只需将试样浸入水中,表面电荷就能有效地去除,抗静电性有所改善.同时,等离子体处理后,试样表面的氧、氮极性基团增加.极性基团产生的机理有2种:(1)低温等离子体处理使试样表面与处理气体间反应产生极性基团;(2)等离子体处理使样品暴露于大气中,所含的不稳定自由基会继续与空气反应,产生极性基团.极性基团增加但并不能防止表面电荷聚集,只有将等离子体处理试样浸入水中才可以消除试样表面电荷,减弱表面带电能力,改善抗静电性.

1.3聚乙烯

聚乙烯是易产生静电的材料,该材料经低温等离子体处理后,表面产生的活性自由基与空气接触时发生氧化反应并在试样上引入羰基、羧基等含氧基团,试样处理时还会结合上氨基一类的含氮极性基团.因此,等离子体处理提高了聚乙烯薄膜表面的氧、氮基团量,其结果是亲水性改善、抗静电性提高.

2.1聚合

Shi等研究了经CH4等离子体预处理,再采用CF4/CH4混合气体等离子体处理后的聚丙烯薄膜的阻燃效果.研究发现,CF4/CH4等离子体在预处理后的聚丙烯上的沉积速率大于处理前.等离子体处理过的聚合物表面有不饱和键,会影响试样阻燃效果.经CF4/CH4等离子体处理的聚丙烯燃烧速率并非均小于未处理试样,CH4浓度在一定范围时,处理试样的燃烧速率高于未处理试样,原因是用CF4/CH4等离子体处理时氟原子沉积在试样表面,氟原子具有阻燃作用,使试样燃烧性下降;同时,等离子体处理会使高能粒子作用于聚丙烯大分子链上,引起大分子链断裂,产生一些低聚物及有机小分子物,试样受热时会释放出这些有机小分子物,导致燃烧性提高,尤其在等离子体处理过程中,高活性氟自由基具有很强的刻蚀作用,可破坏试样大分子交联,产生更多有机小分子物,进一步提高了燃烧性.用CH4等离子体对聚丙烯进行预处理,试样表面会形成一层超薄交联层,可阻止CF4/CH4等离子体处理时高活性氟自由基对试样的刻蚀及对大分子链的破坏作用,改进阻燃效果.[8]

2.2接枝聚合

纤维制品高聚物经短时间非聚合性气体处理,表面生成自由基能引发难燃性单体或阻燃剂在纤维表面接枝聚合,改变纤维表面特性,达到阻燃效果.同时因整理剂牢固地固着在纤维上,耐久性较好.利用等离子体引发丙烯酸在EVA上接枝聚合后,试样续燃、阴燃时间延长,限氧指数高,成炭量随接枝率的增加而增大.其他纤维高分子材料也同样可用等离子体引发不燃性单体或阻燃剂在其上发生接枝聚合,改变纤维材料表面性能达到阻燃.

刘霞等对棉、涤纶织物采用低温等离子

3拒水、拒油整理

拒水、拒油整理是在织物表面施加一种低表面能的物质,并附着于纤维上或与之形成化学结合,使织物的表面张力远低于水或油类,不再被它们润湿.织物经整理后仍保持良好的透气、透湿性,不影响手感和风格.传统的拒水、拒油整理采用化学方法,对纤维有损伤,耗水、耗能大,环境污染严重.利用低温等离子体涂层或等离子体引发单体在纤维表面接枝聚合,仅作用于纤维表层约10nm,不会对纤维造成损伤.[10]

3.1涂层

AMajid等研究四氟化碳低温等离子体处理纺织品,在纤维表面沉积氟化烃,等离子体产生的CF·2和CF·3自由基,可形成较长的氟化烃链—CF2—CF2—CF3,在纤维上形成特氟隆状的疏水性表面,具有拒水、拒油效果.[11]但Yasuda等报道,在用四氟化碳等离子体处理时,主要发生对材料的刻蚀作用,而不是以等离子体聚合涂层为主,难以得到优良的拒水效果.若放电气体中存在H2等还原性气体时聚合作用占主导地位.[12]Lagow等发现,在高浓度的含氟气体下,用等离子体短时间处理可完成材料表面的氟化.因此,等离子体处理条件、等离子体种类相异,处理材料表面氟化程度不同,拒水效果亦不同.

经CF4低温等离子体处理后,纤维表面被氟化,接枝上氟化烃,引起纤维质量增加,并可能发生交联反应.等离子体处理时,高能粒子对纤维表面也有一定的刻蚀作用,引起试样质量减少.微波等离子体处理采用不含氧的有机硅化合物,在较低的基质温度(70℃)和较高的总气压(50Pa)下可制备超级拒水膜,改进了化学气体的沉积工艺,可在耐热性差的材料(<

5.1.1易去污整理

子体处理使聚酯等疏水性纤维表面引入某些含氧基团,纤维亲水性提高,水滴容易在纤维表面铺展,接触角减小,织物穿着舒适,油污易洗,尤其是经低温等离子体处理后,织物表面产生了活性自由基.将处理的织物投入含丙烯酸单体的反应槽内,单体被引发接枝到纤维上,使聚酯产生更大的亲水性,易去污性更好.现用氩低温等离子体处理涤纶织物,并通过改变等离子体处理条件(放电功率、放电时间)来控制等离子体表面改性程度,然后将等离子体活化涤纶织物浸渍在一定浓度的丙烯酸溶液中处理一段时间,使丙烯酸分子在涤纶织物表面进行接枝聚合,从而改善其表面特性,易去污性得到明显改善.[15]

5.1.2亲水性整理

亲水整理是指改变纤维表面组成后,使织物容易吸汗(吸水)、传湿迅速,提高穿着舒适性和功能性.利用电晕放电、辉光放电等离子体处理后,合成纤维等高分子材料吸湿性等可大大改善.选择合适的等离子体或单体,将含氧官能团引入到缺乏极性的高分子材料表面进行改性,赋予材料亲水性.因用干式处理不产生废水,是一种绿色生态加工法,因此,受到广泛关注.陈杰瑢等利用氧等离子体处理涤纶纤维,发现经等离子体处理后PET表面碳含量降低,氧和氮含量增加,表面非极性基团—CH—减少,极性基团—CO—、—C00—增加.[16]低温等离子体技术还可制备高吸水性树脂.用等离子体聚合合成的树脂纯度高,聚合反应只需在室温下进行,聚合条件温和,而由等离子体引发聚合制备高吸水性树脂是一种安全、低能耗、低污染、可靠的合成方法.

5.1.3羊毛防缩整理

羊毛织物收缩的原因:(1)松弛收缩,羊毛织物染整加工多采用松式或张力较小的设备,但织物内部仍然存在一定的应力会使织物存在潜在收缩,润湿后,内应力释放,织物便发生缩水现象;(2)毡化收缩,羊毛鳞片层结构引起的定向摩擦效应以及羊毛的弹性造成缩绒性[17],也使织物在服用过程

经等离子体处理后的羊毛纤维定向摩擦效应减小,并在大分子上引入了—NH2、—COOH、—OH等水溶性基团,吸湿性提高.洗涤时,可在羊毛纤维表面产生水合层,防止羊毛纤维彼此摩擦、毡化,改善了羊毛织物的防毡缩效果.此法可取代羊毛织物的氯化防缩工艺.[18]