低溫等離子體技術(shù)在紡織行業(yè)上的應用

利用氟碳化合物進(jìn)行等離子體處理,引進(jìn)了含氟基團,獲得低能表面,從而使材料獲得各種特殊的性能,應用于各個(gè)方面,是材料改性的一個(gè)重要手段。

含氟氣體低溫等離子體技術(shù)在紡織行業(yè)上的應用

等離子體處理與紡織印染企業(yè)傳統的濕處理工藝比較,等離子體處理技術(shù)作為一種有效的表面處理技術(shù),是一種極具發(fā)展前途的清潔生產(chǎn)技術(shù)。國內外等離子體加工技術(shù)在紡織品上的應用研究主要集中在以下幾個(gè)方面:進(jìn)步羊毛纖維的紡紗性能;進(jìn)步纖維的染色和印花性能;進(jìn)步羊毛的防氈縮性能;染色織物的增深作用;進(jìn)步纖維和聚合物基質(zhì)的粘結力和界面強度;增強織物的前處理效果等,使用氣氛大多為氧氣、氮氣、空氣和氬氣等氣體。

對織物進(jìn)行耐久性拒水拒油多功能整理,國內外報道較多的是以有機氟樹(shù)脂進(jìn)行處理。利用等離子體處理,引進(jìn)了含氟基團,進(jìn)行耐久性拒水拒油多功能整理,在這方面的研究還不是很多。

使用含氟氣體等離子體處理可以進(jìn)步多種纖維的拒水拒油性能。Yasuda用CF4等離子體處理了一些常見(jiàn)纖維如聚酯、尼龍、維尼綸、棉、錦綸、羊毛和蠶絲的織物,處理后織物的接觸角有不同程度的進(jìn)步,表面張力降低,織物具有很好的拒水拒油性。有人利用含氟單體在棉織物、腈綸織物上進(jìn)行等離子體聚合,使織物獲得良好的防水效果。而棉織物的柔軟性、保水率、顏色變化、手感、透氣性等都優(yōu)于使用商用Scotchgad防水防污劑涂層的織物。

可用作等離子體處理氣氛的有多種氣體,包括CF4、C2F4、C3F6、CF4和H2的混合氣體等,這些氣體都可進(jìn)步織物的拒水性能,而且拒水性能隨使用氟碳化合物種類(lèi)的不同,處理時(shí)間和功率大小而變化。采用不同氣體和不同操縱條件處理不同織物,織物表面的含氟量有明顯不同,引進(jìn)的含氟基團也有所不同。采用CF4作為氣氛處理尼龍,表面氟元素含量為1-2%;以C3F6為氣氛,表面氟元素含量為2.3-7.8%。通過(guò)X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)觀(guān)察到CF4等離子體處理后在纖維表面產(chǎn)生氟化作用,引進(jìn)含氟基團,對Cls譜圖的分析表明,-C-O-C-、-CF、-CF2和-CF3基團增加,而-COH和-COOH基團則減少了。對不同織物,引進(jìn)的主要基團也有不同,對聚酯、尼龍、維尼綸和棉織物主要引進(jìn)-CF2基團,而自然蛋白質(zhì)纖維羊毛和蠶絲則表現為強-CF吸收。且C3F6處理效果優(yōu)于CF4。

處理效果的耐久性是評價(jià)處理效果優(yōu)劣的重要指標之一。有人報道等離子體處理后織物有經(jīng)時(shí)效應,即獲得的親水性能經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì )逐漸衰退,但對滌綸織物進(jìn)行CF4等離子體處理,發(fā)現處理后的材料即使存放150天,未發(fā)現F/C有明顯變化,其拒水性能也沒(méi)有明顯變化。研究發(fā)現使用氣體的結構是織物處理效果耐久性的重要影響因素??椢锸褂貌伙柡徒Y構的氣體時(shí),耐久性較飽和結構的氣體差。原因可能是不飽和結構的氣體進(jìn)行等離子體處理時(shí)輕易發(fā)生聚合,而聚合物與織物表面結合不是非常牢固。

等離子體處理后獲得的拒水性經(jīng)過(guò)水洗和烘干處理后會(huì )減弱,由于織物水洗后纖維表面的含氟基團輕易發(fā)生翻轉,表面張力增大,造成織物拒水性能下降,洗后若采用高溫烘干則有利于拒水性能的恢復。