摘要:等离子体技术作为一种环境友好型的新工艺,在纺织工业中的应用正越来越受到人们重视。重点综述了近年来等离子技术在纤维材料印染加工的应用状况,并简要介绍了等离子体设备的发展现状。
等离子体表面改性是一项高新技术,它是一种以物理手段处理纤维达到化学处理效果的方法。等离子体表面改性是干态处理,节能节水、清洁高效、操作简单且易控制、环境污染小。经过该方法处理的织物仅涉及纤维的表面,不破坏纤维自身的性质,使纤维表面特性得以改变而达到理想的应用效果。这样既可保持织物原有优点,又可赋予其新特性或消除某些缺点。因此,等离子技术符合可持续性发展战略的要求,正越来越受重视。
低温等离子体处理纺织品的作用方式
低温等离子体的作用方式主要有三种:等离子体表面处理改性(PST法)、等离子体接枝聚合(PGP法)和等离子体沉积聚合(PPD法)。PST法是指对材料表面或极薄表层的活化、刻蚀处理,通常称为减量处理。因为低温等离子体中的电子等活性因素的能量(高达20 eV)比有机化合物的化学键能(<10 eV)高得多,在化学性上很活跃。当处理有机化合物时,很容易使被处理物表面纤维发生断裂,从而改善纤维或织物的吸湿性、拒水性、抗污性及染色性等性能。PGP法是运用等离子体作用首先使表面活化，并引入活性基团，然后再运用接枝方法在原表面上接上许多活性支链，构成新表层。PPD法是将有机化合物的气体形成等离子体状态，通过控制工艺条件，使其沉积在处理物表面形成覆膜的方法。后两类是增量处理法。
等离子技术在纺织印染中的应用
在纺纱织造过程中,可用等离子体作用于织物的上浆,使纱线上浆均匀；在印染前处理过程中，等离子体技术能够优化织物的退浆、精练，提高前处理效率，还可以改进染色和印花工艺，使工艺高效、经济、环保;在印染后整理过程中,等离子体处理对织物抗静电性、抗起毛起球性、易去污性、拒水拒油性等有着显著的效果,这对于提高织物的附加值有着积极的意义。同时等离子体处理与其它整理剂结合使用,可以提高整理剂的功效及功能整理的效果。
纤维素纤维的等离子体处理
等离子体处理棉纤维一般是等离子体的表面处理改性法(PST法),可以改善纤维的黏合能力和润湿性能,提高染色性能，上染率提高。连续式低温等离子体处理装置，实现了对棉等纤维素纤维的退浆、精练的加工。
目前，等离子体设备已成功应用于平幅织物的退浆工艺。等离子体有效地切断织物上浆料的分子键,提高了退浆率,改善了染色性能,并大大缩短了前处理水洗流程,节水、节气、经济、环保。
麻纤维具有良好的机械物理性能和卫生保健性能。但是由于其取向度高,染色性较差,不易染成深色、而且鲜艳度也较差。研究发现,利用等离子体处理苎麻纤维,对苎麻的表面进行刻蚀,引入亲水性基团,可显著的增加毛细管效应,使纤维表面的润湿性大大改善,提高了染料在纤维中的扩散效率和增大了纤维对染料的吸附量。同时表面粗糙程度也有所增加,增大了表面积,失重率增加。空气等离子处理接枝效果*优。再经研究发现对接枝后的亚麻进行活性染料染色,织物的干湿摩牢度、水洗牢度都得到提高。染料的上染率、染色牢度、得色深度也有一定程度的提高。
为了提高亚麻的印花效果,用半漂染和漂白亚麻织物进行了等离子体处理,处理后织物的毛细效应分别提高1倍和1.5倍,处理后原色织物和漂白织物试样的白度几乎不变。然后对亚麻织物进行活性染料筛网印花。结果表明,经等离子体处理的亚麻织物有较高的染色牢度,纤维上活性染料的固色率均有很大提高。
蛋白质纤维的等离子体处理
传统的羊毛防毡缩采用的是氯化方法,此方法容易使纤维降解过重,纤维的强力及机械性能降低。此外氯化对环境污染严重。
用等离子体处理羊毛,利用等离子体中的高能粒子对羊毛表层进行轰击,表面产生刻蚀,纤维表面微观粗糙化,使羊毛纤维表层变的平滑,鳞片层边缘部分损伤,呈不规则形状,并明显钝化,定向摩擦系数降低,使羊毛手感变好,降低毡缩率。但是仅用等离子处理羊毛其织物的防毡缩效果下降有限。在羊毛的表面进行刻蚀,形成更多的亲水性基团,使染料更容易扩散到纤维内部,纤维对染料的吸附量提高。
合成纤维的等离子体处理
合成纤维大多数吸湿性差、易产生静电,影响了合成纤维服饰穿着的舒适性。低温等离子体对涤纶纤维处理,发现纤维的亲水性有明显提高，实验发现经过等离子体处理的涤纶比未经过处理的润湿性能大有改善,等离子体对涤纶织物的刻蚀,涤纶表面裂解,自由基与一定含量的氧原子形成呈酸性的羧酸基等基团,酸性基团的增多使碱性染料亚甲基蓝吸附量增加。
应用等离子体技术对纺织品表面改性处理的工艺取得重大突破。处理后化纤织物表面亲水性增强一级,小样染色后,其处理效果持久。
随着社会的发展,科技的进步,市场对纺织品的性能要求不断提高,等离子体技术作为一种经济、环保、效率高的新方法新工艺,在纺织印染方面已有相当多的成果和进展。利用等离子体的一些特殊的性质,可对纺织材料进行加工,达到其他方法无法比拟的效果。更重要的是等离子体技术符合生态纺织工业的要求,其必将推动纺织印染行业向前快速发展。
