等离子体技术对纤维材料表面改性的方法及作用原理

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-10-17

目前，纺织染整工业生产仍以湿法加工为主，不但要耗用大量的水，而且需使用各种化学试剂，这会带来环境污染。随着人们环保意识的逐渐增强，具有生态型的清洁生产加工新技术———等离子体技术已引起了人们的极大关注，并成为纺织染整行业研究的热点之一。

等离子体的概念

气态物质在热、电等能量的作用下产生不同程度的分子(或原子)及电子的分离，形成带负电荷的电子和带正电荷的离子等。狭义上讲，等离子体就是全部或部分被电离的气体，是电子、离子、原子和分子，或自由基等粒子组成的集合体;广义上讲，等离子体是由大量带正电的粒子和带负电的粒子，以及一些中性原子、分子和其他粒子所组成的，在宏观上呈电中性的物质聚集态。这种包含原子、分子、电子、离子、光子、各种亚稳态和激发态粒子的混合气体即为等离子体，等离子体又被称为继固态、液态和气态之后的物质的第4态或称等离子态，是独特的导电流体。等离子体中的粒子能量一般为几个至几十个电子伏特(eV)，如电子的能量为0eV~20eV、离子为0eV~2eV、亚稳态粒子为0eV~20eV、紫外光/可见光为3eV~40eV，足以提供化学反应所需的活化能。

利用等离子体对纤维材料表面进行改性，其优点为:一是它仅对材料表面进行改性而不对材料本体性能产生破坏，故能最大程度地保留材料原有的物理机械性能;二是等离子体处理可以采用各种气体作为反应气氛，能满足不同整理风格的要求，适应面广，且处理时间短，能一次性完成，省时省力;三是等离子体处理属干法加工，避免了液体试剂的使用，不像传统化学处理会造成试剂残留。因此，安全、无公害和无三废处理技术是一种节能、节水和环境友好的新技术。

等离子体技术对纤维材料表面改性的方法及作用原理

等离子体对纤维材料表面改性的方法

等离子体对纤维材料表面的改性方法主要有3种:①等离子体表面处理改性法，是指对材料表面或极薄表层的活化和刻蚀处理。如用非聚合性气体(如Ar、He、O2、N2、H2、NH3或水蒸气等)的等离子体对纤维材料产生的表面改性;②等离子体沉积聚合法，是指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，也就是用有机氟、有机硅或有机金属的等离子体作用于材料表面，并在材料表面产生一薄层沉积物;③等离子体接枝聚合法，是先用等离子体使材料表面活化，产生自由基，引入活性基团，然后在此基础上再运用接枝方法，在原表面上形成许多支链，构成新的表层，而使纤维材料表面达到改性的目的。

等离子体处理纤维材料的作用原理

在等离子体发生器中，除了等电量的正、负粒子外，还存在许多化学活性物质及其因辐射而发出的不同波长的光子。把纤维或织物置于等离子体发生器中，电场中产生大量等离子体及高能自由电子，等离子体中的离子、电子和激发分子(原子)等粒子对纤维表面溅射刻蚀，而等离子体中的化学活性物质使纤维材料表面产生氧化、脱氢及加成等反应，即促使纤维表层产生刻蚀、交联、接枝和共聚反应。等离子体中的分子、原子和离子渗入到纤维材料表面，而纤维材料表面的原子逸入等离子体中。这个过程可使纤维表层的大分子链断裂，呈微观不平的粗糙状态，为进一步改性创造条件;或在表面生成离子及自由基团而改变纤维表面的亲水性、渗透性、导电性以及分子量等。另外，纤维大分子表面的结晶相和无定形相的比例也可能发生变化。当然，可应用于等离子体技术的气体有多种，应用不同的气体可获得不同的效果。

随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，随之而来的环境问题也越来越严重，人们开始重视环境保护，并对环保标准的要求日益提升，因此，环境友好的生态型整理新技术———等离子体技术在纤维材料改性方面的应用将会更加广阔。