介质阻挡放电等离子体应用于纺织材料表面改性的优点,在于其对材料表面处理属于干式工艺,不会因产生"三废"而造成环境污染,若与放射线处理、电子束等其它干式工艺相比,其独特之处在于等离子体表面处理的作用仅涉及表面极薄层,一般仅几到数十纳米(nm),而材料本体不受影响[1-4]。
等离子体在织物上的应用国内还处于实验阶段,国外已小规模应用于生产,例如德国一家著名的毛条生产商在试验工厂中安装了等离子体装置,它的产量可达每小时5Okg。低温等离子体处理属于固体与气体之间的直接反应,是一种非水处理技术,可以大幅度的节水、节能、减少环境污染;同时,该技术具有反应速度快、作用时间短、材料的物理机械性能损失较小、具有多种改性效果等优点,发展前景广阔。但在等离子体技术大规模应用之前,还需要对纤维表面改性进行更深入的研究,并开发出适合于连续操作、使用方便、价格合理、无环境污染的低温等离子体设备。
1实验部分
1·1实验设备
T150等离子体处理机(中科院光电研究所);LA2002-A红外线染色机、R-3(Al708)型实验室定形烘干机(台湾Rapid);YGO26C型电子织物强力仪、Y571B型摩擦色牢度仪(江苏南通);721型分光光度计(上海);JSM-6360型电子扫描电镜(日本);电脑测色仪DATACOLORSF600-PLUS(美国)。
1·2原料及试剂
织物:纯涤纶漂白织物,40×40,72×72,649/m2,平纹组织。
试剂:分散蓝2BLN(浙江龙盛),高温分散匀染剂(浙江传化),HAC、Na2CO3、皂片均为市售。
1·3实验方法
1·3·1工艺流程
常压空气等离子体预处理涤纶织物→染色→测试→结果分析。
1·3·2常压空气等离子体处理
将涤纶织物穿过常压等离子体介质阻挡放电极板间,施加电压,调节极板间距为3mm,利用极板间的空气为介质以不同等离子体处理时间和处理强度对涤纶织物进行常压辉光放电处理。等离子体处理时间通过布速来控制;等离子体处理强度指的是光谱谱线强度,在宏观上表征功率的变化。处理强度越大表示处理功率越大。
1·3·3染色工艺与流程
采用高温竭染法对涤纶染色,染料选用分散蓝2BLN。
染液配方:
染料2%(o.w.f)
高温分散匀染剂lg/L
醋酸适量调pH=5-6
浴比1:30
染色温度130℃,染色时间45min
皂洗配方:
皂片2g/L
纯碱2g/L;
浴比1:30
温度95℃
皂洗时间1Omin
工艺流程:室温入染,以2℃/min升温至9O℃,再以l℃/min升温至130℃,保温染色45min,然后急速降温至室温,冷水洗、皂煮,水洗,烘干。
1·4性能测试
1·4·1SEM扫描电镜
用JSM-6360型电子扫描显微镜镀金法测试。
1·4·2K/S值的测定
用SF600-PLUS型电脑测色仪,按ColorMatch国际通用标准测试。
1·4·3上染速率的测定
将装有如1·3·3所述配比染液和织物的染色钢瓶置于红外线染色机中,待温度上升到规定温度,开始计时,在染至5min、lOmin、l5min、2Omin、30min、4Omin时,分别取出样品,后处理完毕后对样品进行K/S值测试。根据时间与样品K/S值的关系作出上染速率曲线