低温等离子体与柠檬酸联合整理棉织物的研究

摘要

低温等离子体处理仅涉及纤维的表面，不会破坏纤维的自身，基本上能保留纤维原本具有的物理机械强度。等离子体处理属于物理处理，化学制品消耗很低，反应速度快，节水节能，而且并不涉及到使用危险化学品，不存在废气和废水处理问题。同时，柠檬酸本身无毒，而且反应过程中也不会释放出有毒物质，其对环境负荷比较小。所以用等离子/柠檬酸整理棉织物，是一种环境友好的处理方式，对于纺织行业来说，可以很好地解决环保问题。 本文先采用低温低压辉光放电等离子体(下同)单独对棉织物进行处理，以研究单独使用等离子体技术对棉织物性能的影响。通过对处理后织物性能的测试及织物表面形态的观察，可以发现，织物经等离子体处理后，表面产生刻蚀，织物的拉伸断裂强力及吸湿性提高，且氧气处理的效果比空气的好，但防皱性能改善不明显。 然后，研究了柠檬酸整理对棉织物性能的影响。通过正交试验法筛选出本文的柠檬酸整理最佳配方为：CA 9％，柠檬酸钠1％，SHP8％，三乙醇胺1.5％，JFC 2 mL/L，浴比1：20，烘干(90℃，5 min)，焙烘(170℃，1.5 min)，轧余率80％。通过对织物性能的测试及对红外光谱图的分析，在1740 cm-1左右，柠檬酸与纤维素大分子之间形成了羰酯键，织物的防皱性能提高，但强力保留率下降，白度下降。 文章最后一部分探讨了等离子体/柠檬酸(空气气氛下)整理棉织物的较优工序，即等离子体处理放在焙烘前和焙烘后两种。通过改变等离子体处理条件，分析了等离子体处理的时间、功率对整理效果的影响。通过对整理后织物性能的比较，可以发现，随着处理时间、功率的增加，无论是选用哪种较优工序，织物的拉伸断裂强力及折皱回复的变化均呈先升后降或先降再升的趋势，且超过一定强度后，均呈下降趋势，由此说明等离子体处理的强度应控制在一定范围之内。选用等离子体处理放在焙烘之后，织物的白度要比单独使用柠檬酸处理的要好，但使用等离子体处理放在焙烘之前，织物的白度要比单独使柠檬处理的要差。通过对不同工艺处理后织物的红外光谱图及表面形态的分析，可以看出，等离子体处理对棉织物表面产生了刻蚀作用，空气等离子体处理未在棉织物中引入其他新的基团。 本文以整理后织物的拉伸断裂强力、折皱回复角、白度为主要指标，综合考虑其他因素(如是否有利于生产加工)，得出等离子体/柠檬酸(空气气氛下)整理棉织物的最佳工艺为：浸轧整理液—烘干(90℃，5 min)—焙烘(170℃，1.5 min)—等离子处理(50 W，5 min)—水洗(80℃，6 min)—晾干—烘干(90℃，5 min)。在该工艺条件下，经向拉伸断裂强力保留率为78.2％，比常规整理的提高了6.4％，纬向拉伸断裂强力保留率为75.35％，比常规整理的提高了14.06％；折皱回复角为210°，比常规整理的下降了5.15％，但仍比未整理样品提高99％左右；白度为81.75。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1棉织物折皱形成的原因及防皱整理原理

1.2棉织物防皱整理的研究及发展状况

1.3棉织物防皱整理剂的研究及发展趋势

1.4等离子体技术及其在棉织物前处理上的应用

1.5本文的研究目的和意义

第二章等离子体对棉织物的整理

2.1实验材料和方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验仪器

2.1.3工艺条件

2.1.4测试方法

2.2结果与讨论

2.2.1拉伸断裂强力

2.2.2撕破强力

2.2.3折皱回复角

2.2.4毛细管效应

2.3本章小结

第三章柠檬酸对棉织物的整理

3.1实验部分

3.1.1实验材料

3.1.2实验药品

3.1.3实验仪器

3.1.4柠檬酸处方与工艺流程

3.1.5正交试验因素水平表

3.2实验结果与分析

3.3本章小结

第四章等离子体/柠檬酸对棉织物的整理

4.1实验材料、仪器及测试方法

4.2等离子体处理工序对棉织物性能的影响

4.2.1实验工序

4.2.2结果与讨论

4.3等离子体处理时间对棉织物性能的影响

4.3.1拉伸断裂强力

4.3.2折皱回复角

4.3.3白度

4.4等离子体处理射频功率对棉织物性能的影响

4.4.1拉伸断裂强力

4.4.2折皱回复角

4.4.3白度

4.5等离子体处理影响柠檬酸整理效果的原因

4.6工艺优选

4.7本章小结

第五章结论

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢