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氟碳等离子体技术在纺织行业的应用

2017-07-10 作者: admin

  利用氟碳化合物进行等离子体处理,引进了含氟基团,获得低能表面,从而使材料获得各种特殊的性能,应用于各个方面,是材料改性的一个重要手段。

  含氟气体低温等离子体技术在纺织行业上的应用

  等离子体处理与纺织印染企业传统的湿处理工艺比较,等离子体处理技术作为一种有效的表面处理技术,是一种极具发展前途的清洁生产技术。国内外等离子体加工技术在纺织品上的应用研究主要集中在以下几个方面:进步羊毛纤维的纺纱性能;进步纤维的染色和印花性能;进步羊毛的防毡缩性能;染色织物的增深作用;进步纤维和聚合物基质的粘结力和界面强度;增强织物的前处理效果等,使用气氛大多为氧气、氮气、空气和氩气等气体。

氟碳等离子体技术

  对织物进行耐久性拒水拒油多功能整理,国内外报道较多的是以有机氟树脂进行处理。利用等离子体处理,引进了含氟基团,进行耐久性拒水拒油多功能整理,在这方面的研究还不是很多。

  使用含氟气体等离子体处理可以进步多种纤维的拒水拒油性能。Yasuda用CF4等离子体处理了一些常见纤维如聚酯、尼龙、维尼纶、棉、锦纶、羊毛和蚕丝的织物,处理后织物的接触角有不同程度的进步,表面张力降低,织物具有很好的拒水拒油性。有人利用含氟单体在棉织物、腈纶织物上进行等离子体聚合,使织物获得良好的防水效果。而棉织物的柔软性、保水率、颜色变化、手感、透气性等都优于使用商用Scotchgad防水防污剂涂层的织物。

  可用作等离子体处理气氛的有多种气体,包括CF4、C2F4、C3F6、CF4和H2的混合气体等,这些气体都可进步织物的拒水性能,而且拒水性能随使用氟碳化合物种类的不同,处理时间和功率大小而变化。采用不同气体和不同操纵条件处理不同织物,织物表面的含氟量有明显不同,引进的含氟基团也有所不同。采用CF4作为气氛处理尼龙,表面氟元素含量为1-2%;以C3F6为气氛,表面氟元素含量为2。3-7。8%。通过X射线光电子能谱(XPS)观察到CF4等离子体处理后在纤维表面产生氟化作用,引进含氟基团,对Cls谱图的分析表明,-C-O-C-、-CF、-CF2和-CF3基团增加,而-COH和-COOH基团则减少了。对不同织物,引进的主要基团也有不同,对聚酯、尼龙、维尼纶和棉织物主要引进-CF2基团,而自然蛋白质纤维羊毛和蚕丝则表现为强-CF吸收。且C3F6处理效果优于CF4。

  处理效果的耐久性是评价处理效果优劣的重要指标之一。有人报道等离子体处理后织物有经时效应,即获得的亲水性能经过一段时间后会逐渐衰退,但对涤纶织物进行CF4等离子体处理,发现处理后的材料即使存放150天,未发现F/C有明显变化,其拒水性能也没有明显变化。研究发现使用气体的结构是织物处理效果耐久性的重要影响因素。织物使用不饱和结构的气体时,耐久性较饱和结构的气体差。原因可能是不饱和结构的气体进行等离子体处理时轻易发生聚合,而聚合物与织物表面结合不是非常牢固。

  等离子体处理后获得的拒水性经过水洗和烘干处理后会减弱,由于织物水洗后纤维表面的含氟基团轻易发生翻转,表面张力增大,造成织物拒水性能下降,洗后若采用高温烘干则有利于拒水性能的恢复。

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