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氟碳等離子體技術在紡織行業的應用

2017-07-10 作者: admin

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

  含氟氣體低溫等離子體技術在紡織行業上的應用

  等離子體處理與紡織印染企業傳統的濕處理工藝比較,等離子體處理技術作為一種有效的表面處理技術,是一種極具發展前途的清潔生產技術。國內外等離子體加工技術在紡織品上的應用研究主要集中在以下幾個方面:進步羊毛纖維的紡紗性能;進步纖維的染色和印花性能;進步羊毛的防氈縮性能;染色織物的增深作用;進步纖維和聚合物基質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。

氟碳等離子體技術

  對織物進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脂進行處理。利用等離子體處理,引進了含氟基團,進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,這些氣體都可進步織物的拒水性能,而且拒水性能隨使用氟碳化合物種類的不同,處理時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X射線光電子能譜(XPS)觀察到CF4等離子體處理后在纖維表面產生氟化作用,引進含氟基團,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-CF2基團,而自然蛋白質纖維羊毛和蠶絲則表現為強-CF吸收。且C3F6處理效果優于CF4。

  處理效果的耐久性是評價處理效果優劣的重要指標之一。有人報道等離子體處理后織物有經時效應,即獲得的親水性能經過一段時間后會逐漸衰退,但對滌綸織物進行CF4等離子體處理,發現處理后的材料即使存放150天,未發現F/C有明顯變化,其拒水性能也沒有明顯變化。研究發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。織物使用不飽和結構的氣體時,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行等離子體處理時輕易發生聚合,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過水洗和烘干處理后會減弱,由于織物水洗后纖維表面的含氟基團輕易發生翻轉,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。

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