间隔织物及等离子体处理对其功能特性的影响

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技术学院(印度)



间隔织物及等离子体处理对其功能特性的影响

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技术学院(印度)

对多种间隔织物的透气性、热传导性及低应力下的力学性能等进行了定量研究。测试了等离子体处理前后间隔织物的厚度、质量、耐磨性、水蒸气渗透性、芯吸性及浸润性等。研究表明：透气性、热传导性和吸湿性能与间隔纱线的类型和排列密切相关，等离子体处理时间也会影响间隔织物的性能。分析得知：等离子体处理对间隔织物的透气性、热传导性和力学性能影响显著。

间隔织物； 等离子体处理； 氧气； 氩气； 性能

对间隔织物进行等离子体处理，并进行了相关研究。等离子处理可使纺织品表面改性，获得所需性能，如提升润湿性或黏附力。织物的等离子体处理已从原始概念期进入了生长应用期，大量的试验研究开始将潜在的可能转变为工业生产。本文旨在阐述常压下纺织品等离子体表面处理技术的现状，等离子体处理对一些性能的影响，以及用于纺织材料特殊功能处理的等离子体处理工艺技术。项目报告同时揭示了采用氩气、空气和氧气之类非高聚物气体进行的常压等离子体处理对表面的影响。本文通过定性和定量表征技术分析，讨论了经等离子体处理的间隔织物在化学和形态特征方面的性能(如芯吸高度、表面能和芯吸性)变化。

1　原料和方法

试验所用间隔织物的规格如表1所示。试验使用氩气和氧气对间隔织物进行常压等离子体处理(图1)，反应在等离子体反应器中进行。

2　等离子体反应器

本研究使用印度M/s hydro pneo Vac提供的3 kV、500 mA的电容耦合直流常压等离子体系统。该系统设计可使两电极之间的距离在几毫米到15 cm之间变化，等离子体由可变量输出的能量供给生成，系统允许电极分离和用其他电极替换，目前的研究中单独使用铝和铜电极。

表1　间隔织物试样规格

图1　等离子体处理

将20 cm×20 cm的试样放置在两个平行电极平面之间，采用常压等离子体用间隔3 cm的铝和铜电极处理相同的时间。织物试样被放置在两个电极之间，采用可旋转的真空泵调节工作压强，持续抽真空10 min，然后开启电源。可用电源上的旋钮调节电极之间的输出功率。持续进行辉光放电，并在关闭开关后，在规定的时间内对织物试样进行等离子体处理，试样允许在真空环境下放置10 min，关闭真空泵后，试样在处理室内用气体清洗，最后取出试样，进行分析。气体流速保持为10 cm3/min。

3　试验方法

具体试验方法如下：

——测试等离子体处理前间隔织物的性能；

——间隔织物等离子体处理；

——测试等离子体处理后间隔织物的性能；

——测试结果分析；

——分析、比较结果，并决定最终用途。

4　测试性能

测试的性能包括：

——质量；

——厚度；

——透气性；

——透水性；

——热传导性；

——润湿性。

5　结果与讨论

由表2和图2可见，经等离子体处理后，间隔织物的透气性提升，而用氧气处理的试样的透气量比用氩气处理的低。

图2　空气渗透率测试结果

试样等离子体处理前氧气处理氩气处理5min10min15min5min10min15min1#18.16718.27418.40718.50518.60518.79918.9882#19.02219.32219.42219.58319.60519.72219.8873#18.01718.25218.38318.49918.59118.63818.8474#18.33218.45518.62218.74418.86618.94419.0095#18.44418.56418.61118.74518.84418.91119.0126#17.88817.94418.01118.27718.38318.45318.627

由试验结束可知，经等离子体处理后，织物厚度由于等离子体处理时织物表面发生反应而有所减小(表3和图3)。

间隔织物试样等离子处理前后的水蒸气渗透性如表4和图4所示，柱状图显示经等离子体处理后试样的数值降低，但这表明间隔织物自身的水蒸气渗透性提高，氩气处理的间隔织物比氧气处理的水蒸气渗透性好。

表5和图5显示了等离子体处理前后间隔织物试样的热传导性，表明经等离子体处理后间隔织物的热传导性有所下降。

图3　厚度测试结果

图4　水蒸气渗透性测试结果

图5　热传导性测试结果

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表4　水蒸气渗透性测试结果

表5　热传导性测试结果

表6和图6显示了间隔织物试样的润湿性能，等离子体处理后间隔织物本身的润湿性更好。表7和图7表明了间隔织物试样的芯吸性，等离子体处理后间隔织物试样的芯吸能力提高，这些间隔织物试样等离子体处理之前已有足够的芯吸能力。

表8和图8显示了等离子体处理前后间隔织物的质量变化(用织物面密度进行表征)，可见，由于等离子体处理过程中发生的蚀刻反应，间隔织物试样的质量略有下降。

图6　润湿性能测试结果

图7　芯吸性测试结果

图8　面密度测试结果

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表7　芯吸性测试结果

由表9和图9、表10和图10可知，经等离子体处理后间隔织物正、反面的耐磨性都下降。

图9　耐磨性测试结果(正面)　　图10　耐磨性测试结果(反面)

试样等离子体处理前氧气处理氩气处理5min10min15min5min10min15min1#3.1253.8803.3333.2263.1253.1253.1252#6.2503.0303.3333.3333.1253.1255.8803#4.5459.0909.52315.000 5.8829.57310.0004#6.8967.40711.5304.5404.5403.8464.0005#9.5233.7038.0004.1663.4803.5713.8466#6.2505.8806.6603.2253.6703.1253.255

表10　耐磨性测试结果(反面)

欧阳学燕 译颜雪 校

Spacer fabrics and the effect of plasma treatment on its functional characteristics

S.Sundaresan,ArumugamArunraj

KumaraguruCollegeofTechnology,Coimbatore/India

A quantitative investigation of various spacer fabric characteristics, such as air permeability, thermal conductivity and low stress mechanical properties was studied. These characteristics of spacer fabrics, including thickness, weight, abrasion resistance, water vapor permeability, wicking and weting, based on the test before plasma treatment and after plasma treatment were tested. It was found that air permeability, thermal conductivity and wettability properties depend very much on the spacer yarn type and arrangement, and plasma treatment on spacer fabric different timing to varying the properties. It was believed that the fabric showed a very significant effect on the air permeability, thermal conductivity and mechanical properties of spacer fabric.

spacer fabric； plasma treatment； oxygen gas； argon gas； property