等离子体在织物涂层技术中的应用

罗瑞林

等离子体处理是织物涂层技术发展的新动向，目前尚未在纺织品生产中应用，但显示出巨大的潜力，因此应给予足够的重视。

等离子体是指气体在电场作用下形成的一种特殊激发状态，气体内部带电粒子加速运动，发生碰撞，能量传递、电离、放电，产生紫外光，可见光等，激发后的粒子，能和周围的物质产生化学反应，有些反应在常规条件下是几乎不能发生的，因此等离子体有特殊的加工效果。

等离子体技术是通用技术，能在多种工业中发挥作用，在信息行业中较为成功，用于纺织材料加工的属于低温等离子体，专就织物涂层和层压技术而说，等离子体能发挥下列作用：

一、 刻蚀

二、 活化

三、 接枝

四、 聚合淀积

这些作用往往是同时发生的，但只局限于基布纤维表面几十乃至几百纳米范围内，故又称纳米涂层。使用等离子体技术有下列长处：

一、 提高剥离强力，对惰性材料的粘结工序，能节约材料，缩短工序

二、 节省有机聚合的工序，在基布表面直接聚合成膜

三、 干式反应，不用溶剂和水做介质，降低成本，节约烘干所需能量和设备，有助于安全生产

四、 表面纳米涂层不会影响基布原来的手感和透气性

五、 有利于环境保护

关于等离子体处理纺织品，多年来进行了大量实验室工作，主要有三种方法

一、 电晕放电

二、 辉光放电

三、 介质阻挡放电

电晕放电是带电体表面在气体或液体中局部放电现象，是在大气中发生的。按原理说，可以设计合乎印染连续生产需求的，在线加工的电晕放电装置，例如，一个弧形电极（连接高频高压电源），一个导辊（接地），在弧形电极和导辊之间形成电晕放电区，基布通过这个区域接受处理。但是，电晕放电的缺点在于不均匀，而且太弱，不能得到合乎要求的工艺效果；第二种辉光放电，是在低气压，接近真空条件下的放电，常见的荧光灯、霓虹灯就是辉光放电的例子。这种等离子体的粒子能量比较高，作用也比较均匀。上述大量的实验室工作成果，大多是通过辉光放电装置取得的。

辉光放电的局限性在于它要求低压环境，只能分批处理，不能在线加工，这对于要求等离子体处理后立刻以气相或液相接枝的工艺就无法实施。同时配备真空设施提高了投资额，又增加了维护设备的支出。

第三种是介质阻挡放电，它克服了电晕放电的缺点，又不需要低压环境。介质阻挡放电技术采用了特殊设计的电极，一对电极中有一个电极用介电材料（石英、耐热玻璃、氧化铝等）覆盖，如仍不能避免闪光放电，另一个电极也可用介质覆盖，这一对电极可以是两块平行的板，也可用一个接地的大直径导辊和一个弧形的，连接电源的供电电极。等离子体的起始材料（precursor）从供电电极输入。介质阻挡放电的工业生产设备可在线加工，也可用“卷到卷”型式批量加工。因为所用起始材料是氦、氩、氧或有机物的气体，即使不用低压环境，也需封闭起来。介质阻挡放电设备的投资和操作费用，都低于辉光放电。