Aug. 24, 2023
等离子体又叫做电浆,是由部分电子被剥夺后的原子及原子电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,它广泛存在于宇宙中,常被视为是除去固、液、气外,物质存在的第四态。等离子体技术是上世纪70年代新兴的一门技术,随着当代高新技术的蓬勃发展应运而生,为化学合成制膜技术、表面处理和精细化工提供了崭新的技术手段。现已广泛地应用于化学化工、高分子科学、材料科学及半导体工艺等领域。等离子体表面改性无需使用大量水和化学物质,是一种环保的非水处理技术,已经广泛应用于润湿性、拒水性、抗油性、染色性、印刷性等表面性能的改善以及表面薄膜的沉积。目前,等离子体处理技术处于蓬勃发展时期,仍在不断开拓各种新的应用途径。
无纺布领域中应用的等离子体表面处理技术是利用非聚合性气体(如Ar、N2、CO、NH3、O2、H2等)等离子体与材料表面相互作用,在表面上形成新的官能团或者改变高分子链结构或者表面刻蚀或者兼而有之,以改善无纺布的通透性、粘结性、可染性等,从而达到表面改性的目的。
等离子体处理无纺布或基布以增加其通透性能
等离子处理无纺布或者基布可以在其纤维表面进行刻蚀和接枝亲水极性基团,从而增加无纺布或者基布乃至合成革产品的通透性能。
等离子体处理无纺布和基布以增加其染色性能
传统的染色方法一般在染色结束后,染色残液中未吸尽的染料,或染色织物在后处理中洗下的浮色,都会造成严重的水污染。经过等离子体处理之后,织物表面由于刻蚀作用而比表面积大大增加,引起了织物亲水性和染料透染性的增加,这点对分子结构相对小的活性染料的影响尤为明显。
等离子体处理无纺布和基布以增加其染色性能主要通过以下途径来实现:利用等离子体处理产生的高反应性能,在纤维表面引入亲水基团(如-OH、-SO3H、-COOH)和对染料具有亲和性的基团(如-NH2);利用等离子体处理增加纤维活性,在纤维表面生成自由基,从而引发单体在纤维表面接枝聚合,使纤维表面接枝上与染料具有亲和性的基团;利用等离子体表面处理的刻蚀作用,使纺织品表面粗糙化,减少对光的表面反射,增加对染料的吸收,提高染色织物的表观深度和染色浓度。这样可以在不降低其强度的同时,起到节约染料量,增加基布染色牢度,保护环境、节约染料和节省能源等的目的。
等离子体处理无纺布和基布以增加其粘结性能
等离子体处理无纺布和基布以增加其粘结性能的主要原因为:通过清洁和刻蚀作用清除有机污渍和弱界面层;由于等离子体表面刻蚀的作用使表面粗糙度增加,从而增加聚合物和粘合剂的有效接触面积;通过形成薄交联层,使表面致密结实,阻止低相对分子质量的成分扩散到界面,提高聚合物表面的粘接强度;由于极性基团C=O、-COO-、-OH等的引入而引起的接触角的减小以及表面能的增加。接触角的减小会使聚合物表面和粘合剂之间形成广泛的表面接触,进而使粘合剂在聚合物表面扩散起来更加容易。稳定的表面产生的化学基团引起酸碱相互作用和共价键结合,这被认为是最强的粘接。
相对于传统的化学湿法处理工艺,用等离子体处理无纺布材料有众多优势。主要有以下几点:(1)等离子体处理可以在不改变基布基体特性的前提下,只是改善材料的表面性能。(2)等离子体处理可以很容易地改变无纺布的表面性能,但是采用化学湿法却无法改变或很难改变。(3)等离子体处理过程非常环保,传统的湿式化学处理工艺不仅要消耗水资源,还会造成严重的水污染,等离子处理是一个干式的过程,不会造成污染。
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