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1、纖維素等離子改性三．纖維素纖維等離子體改性等離子體處理用于纖維素纖維改性也進(jìn)行了較廣泛的研究，這包括改善纖維素纖維的可紡性和強(qiáng)力，改善纖維的粘合性能和潤(rùn)濕性能，改善纖維素纖維的染色性能，以及進(jìn)行等離子體接枝變性和功能整理等。（一）棉纖維等離子體改性天然棉纖維的外表部除由纖維素組成外，還含有大量的伴生物，如蛋白質(zhì)、果膠、蠟脂等，棉纖維的印刷性、潤(rùn)濕性在很大程度上取決于最外表面層的組成和結(jié)構(gòu)，改變表面物質(zhì)的組成及分布就能有效地實(shí)現(xiàn)棉纖維的表面改性。從而影響它們的附著性、吸水性、染色性、可紡性和抗靜電性等一系列性質(zhì)，引起人們的廣泛關(guān)注。棉織物
2、坯布的等離子體處理已表明可以改善其在水和燒堿溶液中的可潤(rùn)濕性。1．等離子體處理對(duì)棉紗抱合力的影響棉粗紗經(jīng)氯氣電暈放電等離子體處理后，抱合力可增加，棉紗的拉伸強(qiáng)力也可以增加24％左右，因而改善了可紡性，提高了紗和織物的強(qiáng)力，織物的耐磨性也得到提高。棉條電暈放電等離子體處理后抱合力與功率及處理時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)表2—13。1由表2—13可以看出，功率越大，抱合力越大，處理速度越快，抱合力增加越少。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，棉纖維濕含量越高，抱合力越低，但受反應(yīng)室中的氣體種類影響較小。2．等離子體處理對(duì)棉紗潤(rùn)濕性的影響棉條經(jīng)等離子處理后，其潤(rùn)濕性得到改善，改善的
3、程度決定于等離子體的功率和處理時(shí)間，也和通過(guò)等離子體的棉條數(shù)量有關(guān)。研究低溫氬氣輝光放電等離子體處理對(duì)棉纖維的吸水性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理后棉纖維的潤(rùn)濕速率大大加快。雖然處理后棉纖維的外觀沒(méi)有明顯變化，但通過(guò)紅外吸收光譜和電子自旋共振分析發(fā)現(xiàn)，棉纖維表面被氧化，而且可以檢測(cè)到存在碳自由基。采用氬、氮或空氣等離子體處理后，棉的吸附水和油的速度大大加快。而且分析證明在棉纖維表面形成了羰基、羥基以及自由基。采用氨等離子體處理后的棉纖維，發(fā)現(xiàn)棉纖維上引入了氮原子，可能是形成了酰胺基團(tuán)。氨等離子體處理棉織物后，可以顯著增加干折皺回復(fù)性，而濕折皺回復(fù)性
4、不變，結(jié)果見(jiàn)表2—14。2通過(guò)電子自旋共振分析發(fā)現(xiàn)，輝光放電等離子體處理不同纖維，以棉纖維生成的自由基密度最高，見(jiàn)表2－15所示。由表2—14可以看出，未處理的各種纖維的自由基相對(duì)密度的水平是相同的，不同氣體等離子體處理后，自由基密度都有增加，這和前述等離子體作用特性是相符的，但是不同氣體處理形成自由基的水平相差很大，其中以CO和CF4氣體等離子體處理形成的自由基水平最高，而以O(shè)2氣體等離子體處理形成的水平最低。各種纖維相比，以棉纖維形成的水平最高，合成纖維形成的水平最低。事實(shí)上，采用輝光放電等離子體處理引發(fā)不同乙烯單體對(duì)棉纖維進(jìn)行接枝
5、聚合改性，包括利用含氟單體，接枝聚合變性后，棉織物具有良好的拒水性。在丙烯腈氣體中進(jìn)行等離子體接枝聚合，接枝率較高，得到了改性的氰乙基棉。近年來(lái)，將等離子體處理用于阻燃、防皺和衛(wèi)生整理等功能整理，其原理是先用等離子體處理纖維，使纖維活化，然后進(jìn)行有關(guān)整理，3也有直接將等離子體引發(fā)纖維和整理劑之間的反應(yīng)，作固著處理用。（二）苧麻纖維等離子體改性苧麻纖維具有很好的物理機(jī)械性能，其織物服用性能也很好，但是和棉等纖維素纖維相比，染色性能較差，不易染深，鮮艷度也稍差。1．等離子處理對(duì)苧麻織物的失重率、上染率和染深性的影響利用氧氣低溫等離子體處理苧
6、麻織物，發(fā)現(xiàn)苧麻織物的失重率、毛細(xì)管效應(yīng)、上染率和染深性都會(huì)變化。失重率隨處理時(shí)間延長(zhǎng)而增加，說(shuō)明這種等離子體對(duì)苧麻纖維發(fā)生了刻蝕，纖維表面粗糙程度增加。等離子體處理后苧麻織物的毛細(xì)管效應(yīng)也明顯增加，潤(rùn)濕性的改善首先和纖維表面形成較多的親水基團(tuán)有關(guān)，其次也和失重后表面形成微凹坑和裂紋有關(guān)，后者增大了表面積，增強(qiáng)了對(duì)水的吸附能力。試驗(yàn)表明，失重率和毛細(xì)管效應(yīng)的變化不呈線性關(guān)系，失重率是隨處理時(shí)間不斷增加，而毛細(xì)管效應(yīng)在開(kāi)始處理的30s內(nèi)增加很快，以后增加不多，這說(shuō)明毛細(xì)管效應(yīng)的變化主要決定于表面改性。隨著等離子體處理時(shí)間延長(zhǎng)，苧麻織物對(duì)直
7、接染料的上染率也有所增加，也是在處理的前30s增加最快，以后有所變慢，并趨于穩(wěn)定。上染率的增加和纖維的潤(rùn)濕性變化直接有關(guān)，因?yàn)闈?rùn)濕性好，有利于染料對(duì)纖維的吸附。不過(guò)，一些結(jié)果表明，低溫等離子體處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致上染率下降，其原因也是多方面的。首先，在有氧氣存在下，這種等離子體會(huì)使纖維素分子鏈發(fā)生氧化，不但減少了羥基，而4且會(huì)形成較多的羰基和羧基，纖維表面形成較多的氧化纖維素，降低對(duì)染料的親和力。羧基電離后帶負(fù)電荷，對(duì)陰離子染料還會(huì)產(chǎn)生電性斥力，使染料難以被纖維吸附，甚至比未處理纖維的上染率還要低。一般來(lái)說(shuō)，染色性變化隨染料不同也不同。
8、所以采用低溫等離子體處理改性時(shí)，首先應(yīng)該選用合適的氣體介質(zhì)，處理時(shí)間也不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，特別對(duì)一些耐曬牢度較差的染料更是如此。隨著上染率的變化，顏色深度也相應(yīng)變化，和未處理的織物相比，有一定的增深效果。其變化規(guī)律和
