浅谈等离子体在纺织材料表面改性中的应用进展

黄玉中

摘 要：科技的发展推动了纺织物生产技术的不断提高，纺织材料的性能越来越多的受到人们的关注。本文主要对等离子技术的相关原理、等离子技术能够起到的良好改性作用以及实际生产中应用的方法进行了一个探讨分析。

关键词：纺织物； 等离子技术； 低温等离子； 表面改性

中图分类号：TS101.8 文献标志码：A 文章编号：1006-3315（2014）12-039-001

过去的纺织物生产更多的依赖于原材料本身的性质，很多的纺织物生产都是根据原料本身所具有的一些特点进行选用，这样材料本身可能就存在一些润湿性能、染色性能、摩擦性能不足的问题。但是经过研究实验以后，等离子生产技术能够有效地改善纺织物的性能，尤其是对纺织物表面性能的改善有着良好的作用。并且该技术已经应用到实际的生产中数年，技术也越来越成熟，所以也还有必要对其进行简单探讨分析。

一、等离子體概述

等离子技术实际上也被称作是低温等离子技术，如今低温等离子技术应用到纺织物表面改性生产中主要就是三种生产方式，电晕、介质阻挡、辉光放电三种放电形式。通过不同的放电方式来产生不同的、具有较高化学反应活性的各种带电粒子，这样的一些带电粒子由于自身携带大量的能量，就能够直接的参与到化学反应中。

虽然产生离子的方式不同，但是如今在纺织物生产纤维表面改性应用中的作用机理主要就是气象沉淀以及离子刻蚀这两种。一般来说离子刻蚀的作用机理就是利用离子让纺织物表面产生“化学活性点”，从而进行“减量加工”，就能够让纺织物表面的亲水性等性能得到改善；另一种气象沉淀的方法就是通过产生离子，从而引入官能团，利用不同官能团的特性来改变纺织物表面的一些特有性质，一般来说氧气、氢气、氦气、氖气、氩气、氮气、氨气、乙烷、甲炔四氟化碳等等大量的气体都能够用作为工作气体。

二、等离子体在纺织材料表面改性应用

1.改变润湿性能

最早等离子技术被应用到了棉纱材料的处理中，发现棉纱性能得到了改善，在通过处理以后，棉纱对湿气有更好的吸收能力，同时能够提高低捻度下的强力。后续更仔细的进行了气体的等离子试验，发现处理以后的棉纱确实在润湿性的改变上比较明显。后续还利用晴纶材料进行了等离子试验，也发现了腈纶同样能够在等离子处理以后润湿性增加，同时也发现润湿性能的增加会随着处理过程中放电功率的增大以及时间的增长而增加。

2.改善粘合性能

通过等离子处理以后，纺织材料会由于处理引入活性的化学基团，从而在润湿性增加的基础上增加粘合性，更好地与需要进行粘接的部分进行粘接，从而保证纺织材料能够更好地应用于各种生产，提高适用性，增加经济性。

3.改善染色性能

在对羊毛的等离子处理中发现，通过处理以后，羊毛表面的化学成分受到改变，导致羊毛能够对相应的染色材料分子有更好的的吸收和稳固能力，同时该处理也对羊毛材料表面的鳞片层产生破坏，从而让染色材料进入到深层。其原理就是等离子技术处理过程中让材料表面化学成分改变，产生毛细管效能，从而能够更好地吸收颜料分子。

4.提高退浆率

通过离子技术的处理，能够让浆料的表面也发生一定的化学变化，从而让这些浆料能够更好地溶解于低温水中，通过这样的处理，确实能够去除掉纺织物上的一些浆料或者增加浆料的溶解性，并且对纺织物本身没有过多的影响，提高了纺织物的退浆率，对于纺织物的生产使用都有着积极的意义。

5.增加摩擦性能

由于纺织物材料实际生产目的不同，对于纺织物表面的粗糙和光滑程度的要求也不一样，所以通过等离子技术能够对纺织物表面的粗糙程度进行改变，从而改变纺织物的摩擦性能。比如，在对大豆纤维表面进行了等离子处理以后，发现确实能够增加其摩擦性，因为等离子的刻蚀作用能够在织物表面产生一些沟槽等，从而提高织物表面的摩擦系数。

三、等离子体生产浅析

如今等离子生产中主要就是利用三种技术：电晕放电、介质阻挡放电、辉光放电。

1.电晕放电

电晕放电一般在常压或者减压的环境下进行处理，有“直流”和“脉冲”两种放电的方式，主要是能够在放电时产生臭氧以及一些自由基团、电子等高能量的离子，从而创造一种高能量的环境，该技术已经较为成熟的发展起来了，但是还存在着范围小以及能量难控制的问题。

2.介质阻挡放电

介质阻挡放电（DBD）是一种非平衡态、非稳定和不均匀放电。广泛用于臭氧合成、材料的表面处理及净化空气等，它可以对形状复杂的材料进行表面处理。

3.辉光放电

辉光放电可以分为低气压辉光放电和常压辉光放电。低气压辉光放电，工作压力一般都低于10mbar。如今低气压辉光放电被广泛用于各种无机材料、金属材料、高分子材料和各种化纤纺织品、毛纺织品、纤维和无纺布等材料的表面处理中。

四、结束语

等离子技术实际上就是一种纺织物材料固体表面和气体之间的直接反应，在实际的生成过程中，不依赖于水资源，能够大量节约用水，同时生产过程中进行严格的生产控制，能够有效的节能，防止污染。实际上等离子技术在纺织物表面改性生成过程中的效果好，且未来的发展前景也较为广宽。但是该技术在如今的生产过程中还存在一些问题：首先就是虽然在密闭生产设备中进行生产，但是需要设定的因素也偏多，控制难度大；其次这种生产技术对于设备的要求较高，也较为复杂，还需要进一步完善；生产过程中的化学反应复杂，不同的等离子实际上的生产效果是不同的，所以还有很多需要进行研究的方面。未来还需要不断地对生产设备进行研发，提高设备的性能，也要降低设备的价格，让技术能够更好地进入人们的生活。

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