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微波等离子体技术在纺织染整中的应用 目前,纺织染整工业生产仍以湿加工为主,不但需耗用大量的水,而且带来污水公害问题。而作为染整清洁工艺生产的新技术——等离子体技术,是干式反应体系(气体体系处理),节水节能、环境污染和公害少,操作简单且易控制。而且处理仅涉及纤维的表面,不破坏纤维自身的性质,理论上可应用于各种纺织品基质物。因此,可以说等离子体技术迎合了生态纺织品发展的呼声,正越来越受到人们的重视。 等离子体技术在纺织上的应用始于上世纪50年代,我国从上世纪80年代开始对等离子体处理纺织品进行研究。 在印染工业中,等离子体技术可用于织物的上浆、退浆和麻的脱胶、羊毛的防毡缩、织物的轧光、合成纤维的亲水化外理等诸多领域。等离子体处理也可以改进纤维的染色和印花工艺。近年来,也有人将等离子体处理用于织物的阻燃、防皱和卫生等功能性整理。 1、等离子体技术; 等离子体技术随当代高技术的发展应运而生,作为一个学科交叉的前沿研究领域,自兴起以来的短短20多年中,已在化学合成、新材料的研制、表面处理等领域开拓出一系列新技术、新工艺。等离子体这一新的存在形式是经气体电离产生的由大量带电粒子和中性粒子所组成的体系,是含有离子、电子、自由基、激发态分子和原子,总的正负电荷取相等,不发生静电中和反应,并表现出集体行为的一种准中性电离气体,继固、液、气三态之后列为物质的第四态-等离子态。 等离子体可按其压力、带电荷粒子密度和温度等进行分类。在一般情况下,可将等离子体分为高温等离子体和低温等离子体。前者又称为平衡等离子体,其电子和分子或原子类粒子都具有非常高的温度;后者又称为非平衡等离子体,其电子和分子或原子类粒子具有的温度是不同的,电子温度仍然很高,而分子或原子类粒子的温度却较低,低温等离子在纺织染整中的应用最为广泛。等离子体发生方法很多,归纳起来有3种发生方式: (1)气体放电法。在电场作用下气体被击穿,发生气体电离,等离子体即是电离的气体; (2)光致电离法。利用各种射线或具有足够能量的入射光子照射,使粒子获得能量后碰撞,引起气体电离; (3)热致电离法。借加热作用使粒子获得足够的能量,相互碰撞致电离。 2、等离子技术在纺织染整中的应用 2.1 等离子体处理纺织品的方法 通常来说主要有三种不同的等离子体处理纺织品的方法: (1)非聚合性等离子体如氧气、氮气、氢气、氨气或水蒸气等对纤维材料产生表面改性。 (2)等离子聚合。用有机氟、有机硅的或有机金属的等离子体作用于材料表面并在纤维材料表面产生一薄层沉积物。 (3)先用等离子体使聚合物表面活化产生自由基,再用等离子体与己产生的自由基发生移植作用,从而使纤维材料表面改性。 2.2 等离子体处理纺织品的原理 等离子体的能量可通过光辐射、中性分子流和离子流作用于聚合物表面,这些能量的消散过程就使聚合物表面发生改性。在等离子体系中的中性粒子将通过连续不断地轰击固体表面将能量转移给聚合物。这些中性粒子的能量具有四种形式:动能、振动能、离解能和激化能。动能和振动能只对聚合物起加热作用,而自由基离解能则是通过引起聚合物表面的各种化学反应而得到消散的,激化分子和原子是以与固体表面碰撞而达到消散的。 这些准稳态分子和原子的能量通常大于聚合物的离解能,因而在碰撞过程中会产生聚合物自由基。所以把织物密封置于该电场,电场中产生的大量等离子体极其高能的自由电子,能促使纤维表层产生腐蚀、交换、接枝和共聚反应。此外由于织物在处理过程中,等离子体中的分子、原子和离子渗入到纺织材料表面,材料表面的原子逸入等离子体中。这个过程使纤维表面大分子链断裂,从而使纤维受到等离子体粒子的刻蚀,表面产生粗糙的凹坑,使织物表面的吸湿性和粘着性增加,纤维之间的摩擦力增加,伴随着可能产生的化学反应,使织物表面产生化学和物理改性。 2.3 等离子体的应用 2.3.1 等离子体在织物前处理中的应用 使用等离子体技术对织物进行前处理,即用等离子体作用于浆料、油脂、蜡质等有机分子,最终使有机物分解成CO2和H2O跑掉,节水、节能、无污染,可代替织物用碱剂进行退浆和精练的传统前处理方法。 日本山东铁工所已于1992年3月开发设计了连续式低温等离子体处理装置,并实现了在真空中对棉织物退浆、精练的连续加工。俊藤等研究了用氧或空气等离子体处理棉坯布后的芯吸性与工艺条件之间的关系,发现处理后,棉布的去除蜡质和浆料的效果与用氢氧化钠进行汽蒸处理相同,而且织物的强力几乎不受影响。棉坯布经氧低温等离子体处理后,可以不经退浆、精练而直接双氧水漂白,其效果不低于常规工艺生产的棉织物。因此利用等离子体对棉坯布处理,使棉织物的前处理简单化是完全有可能的。 2.3.2 棉纤维的等离子体处理 本文来源：https://www.dywdw.cn/61517e233386bceb19e8b8f67c1cfad6185fe9db.html
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2022-07-08
