介质阻挡放电对纺织品的表面改性

摘要

迄今为止纤维改性主要采用化学方法，这种方法对纤维基质有损伤、环境污染严重。低温等离子体技术不仅对环境负载小，而且等离子体的作用渗透入表皮下面的深度不超过10纳米，不会影响纤维的整体性能，因此运用等离子体对纤维表面改性具有重要意义。 介质阻挡放电是常压下产生均匀等离子体的有效方法，它摆脱了真空条件的限制，易于进行连续化的工业处理，具有极其广阔的应用前景，已经成为低温等离子体这一研究领域中的热点。在国外，一些主要发达国家正在开展介质阻挡放电应用于大规模工业生产的研究，而国内在该领域的研究深度和广度，以及在连续工业生产中的开发应用急待加强。 本文运用课题组自制的介质阻挡放电连续处理装置，在大气压下产生高能高密度均匀低温等离子体，对涤纶织物、羊毛毛条和可染改性细旦丙纶织物分别进行了表面改性研究。实验中针对不同的纺织材料的特点，使用了更为合理有效的处理方法。对于羊毛条的处理，运用了吹气法获得了能量适宜而均匀的常压等离子体；同时借助于密度测试这一新颖而简便的方法，表征羊毛毛条的毡缩性。 涤纶织物由于吸湿性和抗静电性能较差等缺陷，一定程度上限制了它的广泛应用。本文使用在大气压下易放电产生均匀等离子体的氩气为工作气体，对涤纶织物进行连续处理。研究结果表明，处理后涤纶织物的润湿性能和抗静电性能均明显增强，而断裂强力有所下降。为了赋予涤纶织物永久润湿性，因此本文又对涤纶织物表面用氩气常压等离子体处理后，采用反应活性高、含两个强极性羟基的丙三醇-1-烯丙基醚(简称GAE)进行接枝。实验结果表明，涤纶织物经氩气常压等离子体处理后用5﹪GAE溶液接枝可获得良好的预期效果。羊毛是一种具有诸多优良品质的纤维，但是羊毛表面存在鳞片结构，容易发生毡缩，因此影响了羊毛的应用。利用氩气介质阻挡放电对羊毛毛条进行处理后发现，羊毛纤维的定向摩擦系数和羊毛球洗涤后毡球的相对密度随着处理条件的加剧(时间延长、处理次数增多等)而逐步变小；证明用介质阻挡放电方法进行处理，赋予了羊毛防毡缩的性能。同时发现，经过氩气常压等离子体处理过的羊毛纤维，其断裂强力和断裂伸长率会随着处理时间的延长而逐步下降。 细旦化的聚丙烯纤维(丙纶)虽然改善了部分服用性能，但是仍然无法改变丙纶染色性差的缺点。本文使用可染改性细旦丙纶织物，利用氧气/氩气混合气体介质阻挡放电处理后，获得了明显的染深色效应且时效性良好。通过扫描电镜观察后发现氧气/氩气混合气体的低温等离子体对可染改性细旦丙纶纤维表面形成了剧烈刻蚀，从而获得了持久的染深色效应。

目录

文摘

英文文摘

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第一章低温等离子体研究及应用

1.1等离子体概述

1.1.1等离子体的概念

1.1.2等离子体的基本性质

1.1.3等离子体的分类方法

1.2低温等离子体的物理性质

1.3低温等离子体处理纺织品的原理和作用方式

1.3.1低温等离子体处理纺织品的原理

1.3.2低温等离子体处理纺织品的作用方式

1.4影响等离子体材料表面改性的因素

1.5低温等离子体对纺织品表面改性的国内外研究现状

1.5.1等离子体对合成纤维的表面改性

1.5.2等离子体对蛋白质纤维(羊毛)的表面改性

第二章介质阻挡放电

2.1介质阻挡放电的应用概况

2.2介质阻挡放电的一般性质

2.3介质阻挡放电的物理过程

2.4课题研究的意义和目标

第三章介质阻挡放电对涤纶织物的表面改性

3.1等离子体对涤纶织物的表面改性

3.1.1实验材料、设备

3.1.2实验方法

3.1.3结果与讨论

3.1.4小结

3.2涤纶纤维表面的氩等离子体引发接枝

3.2.1实验材料、设备

3.2.2实验方法

3.2.3结果与讨论

3.2.4小结

第四章介质阻挡放电对羊毛条的表面改性

4.1等离子体对羊毛毛条的表面改性

4.2实验材料与方法

4.2.1实验材料与仪器设备

4.2.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1处理方式对羊毛防毡缩性能的影响

4.3.2处理方式对羊毛纤维摩擦系数和定向摩擦效应的影响

4.3.3处理方式对羊毛纤维强伸力的影响

4.3.4电镜实验分析

4.4小结

第五章介质阻挡放电对可染改性细旦丙纶的表面改性

5.1等离子体对可染改性细旦丙纶的表面改性

5.2实验材料与方法

5.2.1实验材料

5.2.2实验仪器及设备

5.2.3实验方法

5.3结果与讨论

5.3.1染色性及时效性

5.3.2处理时间对表面形态与时效性的影响

5.4小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢