等离子体处理对纱线及面料的影响.docx

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等离子体处理对纱线及面料的影响

等离子体处理对纱线及面料的影响

前言：

等离子体技术在纺织上的应用始于上世纪50年代，我国从上世纪80年代开始对等离子体处理纺织品进行研究。

在印染工业中，等离子体技术可用于织物的上浆、退浆和麻的脱胶、羊毛的防毡缩、织物的轧光、合成纤维的亲水化外理等诸多领域。

等离子体处理也可以改进纤维的染色和印花工艺。

近年来，也有人将等离子体处理用于织物的阻燃、防皱和卫生等功能性整理。

等离子体技术随当代高技术的发展应运而生，作为一个学科交叉的前沿研究领域，自兴起以来的短短20多年中，已在化学合成、新材料的研制、表面处理等领域开拓出一系列新技术、新工艺。

一、等离子体在纺织行业的应用：

1、等离子体在织物前处理中的应用

使用等离子体技术对织物进行前处理，即用等离子体作用于浆料、油脂、蜡质等有机分子，最终使有机物分解成CO2和H2O跑掉，节水、节能、无污染，可代替织物用碱剂进行退浆和精练的传统前处理方法。

2、棉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表面处理改性法，通过氧化性气体辉光放电进行的。

PVA等浆料的分子链被切断，引入了羟基、羧基和羰基等亲水性基团，使PVA易于溶解而除去；同时含C-H键较多的蜡质也被氧化，使C-O、C=0键含量增多，从而使棉的吸水性和毛效得到改进。

3、麻纤维的等离子体处理

麻纤维具有良好的机械物理性能和卫生保健性能，其织物服用性能也非常好。

但其染色性能较差，不易染成深色，而且鲜艳度也较差。

果用等离子体处理后，可使纤维表面的胶质分解，并在纤维表面形成较多的亲水基团、微小凹坑和微细裂纹。

麻织物经等离子体处理后，可显著地增加毛细管效应，使纤维表面的润湿性大为改善，同时粗糙程度也有所增加，织物的失重率、上染率和染深性都有所提高。

4、合成纤维的等离子体处理

许多学者对合成纤维采用等离子体改性产生了极大的关注，其主要研究集中在对涤纶织物的改性，并且已取得了一定的效果。

主要是通过等离子体表面处理改性法，使涤纶表面发生分裂、刻蚀，其表面结构和可润湿性都发生了相当大的变化，纤维表面形成微凹坑和一些微细裂纹，纤维的表面积增加，不仅可增强这些纤维与其他纤维间的抱合力，而且可提高纤维表面的润湿性、上染率、染深性和染色牢度。

二、等离子体的原理及优点：

1、原理：

等离子体这一新的存在形式是经气体电离产生的由大量带电粒子和中性粒子所组成的体系，是含有离子、电子、自由基、激发态分子和原子，总的正负电荷取相等，不发生静电中和反应，并表现出集体行为的一种准中性电离气体，继固、液、气三态之后列为物质的第四态-等离子态。

2、等离子体表面处理的特点和优势

① 速度快：

气体放电瞬间发生等离子体反应,有时几秒钟就可改变表面的性质；

② 温度低：

接近常温，特别适于高分子材料；

③ 能量高：

等离子体是具有超常化学活性的高能粒子，在不添加催化剂的温和条件下即可实现传统热化学反应体系所不能实现的反应（聚合反应）；

④ 广适性：

不分处理对象的基材类型,均可进行处理,如金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理；

⑤ 功能强：

仅涉及高分子材料浅表面，可在保持材料自身特性的同时，赋予其一种及以上新的功能；

⑥ 环保型：

等离子体作用过程是气- 固相干式反应，不消耗水资源、无需添加化学试剂，对环境无残留物，具有绿色环保特征；

⑦ 低成本：

装置简单，易操作维修，可连续运行。

因此，采用等离子体高分子材料改性技术可能克服传统方法使用中的缺陷，使高分子材料表面加工更符合环保原则。

三、试验设备及试验过程：

在试验室对面料进行处理

在大车上对面料进行处理

对白牛进行处理

对纱线进行处理

四、试验的目的：

1、目前，纺织染整工业生产仍以湿加工为主，不但需耗用大量的水，而且带来污水公害问题，而作为染整清洁工艺生产的新技术——等离子体技术，是干式反应体系（气体体系处理），节水节能、环境污染和公害少，操作简单且易控制。

2、通过等离子体处理后的纱线在染色方面的应用：

一方面是相同的染色工艺，经过处理的纱线上染率及染色牢度能否提高；另一方面是经过处理的纱线，通过改变染色工艺减少染槽数量，能否达到正常纱线不减少染槽数量的深度和牢度，以此达到节能减排的经济环保目的。

3、通过等离子体处理的面料在退浆效果方面的应用：

通过等离子体处理的面料能否达到好的退浆效果，使面料退浆充分，手感柔软。

五、试验对象：

原纱、白布（两个品种，为1929M和1458-F12M）、正常染色牛仔（1682AD上浆率为11.8%）

六、试验方法及结果：

1、原纱与经过处理的纱线对比：

随着1388K品种过9个兰槽

（1）利用N-甲基-2-吡咯烷酮萃取法测试上染率：

原纱上染率：

9.09%

处理的纱线上染率：

9.65%

1388K的兰上染率：

4%

（2）试验方法及步骤：

A、材料：

400ML烧杯500ML量筒200ML烧瓶100ML烧瓶5ML移液管蒸馏水50%的烧碱90%的保险粉电子天平1甲基2吡咯烷酮分光光度计比色皿剪刀称重盘磁搅半子磁搅拌器

B、步骤：

a、配处理液：

往400ML烧杯中加入200ML蒸馏水。

在烧杯中加入7.2g50%的烧碱（32%的加11.26g）称重

在烧杯中加入90%的保险粉4g称重

保险粉溶解后用500ML量筒量出120ML1甲基2吡咯烷酮

冷却到室温后加入蒸馏水到400ML刻度线充分混合后使用

b、用剪刀往承重盘里将纱线剪成2-3毫米的纱段

记录纱线的准确重量

将纱线加入250ML的烧瓶中

加入准备好的处理液至刻度线

将烧瓶放在磁搅拌器上搅拌15分钟

c、用分光光度计，测波长。

设定波长为406MM

用蒸馏水装满一个1厘米的一次性比色皿将仪器调零

用准备好的处理液装满一个1厘米测试并记录406波长处的吸光度

用加入纱线的处理液装满一个1厘米测试并记录406波长出的吸光度

d、计算公式：

修正吸光度=加入纱线的处理液吸光度---原处理液吸光度

上染率=修正后吸光度*27.74

纱线重量*4.47

e、备注：

本公司用烧碱为：

7.2g50%的烧碱（32%的加11.26g）称重

本公式用保险粉为：

在烧杯中加入90%的保险粉4g称重

（3）表面色光的变化：

原纱表面发红光

处理过的纱线表面发青光

2、白布套染：

（1）套染工艺：

随着试样2305QR生产

工艺流程为：

1灰（12g/L85℃±1）→1道水（常温）→1道酸洗（冰醋酸2g/l，PH=4—4.540℃±1）→1水

车速：

40m/min

打底液：

硫化深兰3R12kg渗透剂3.8L

硫化黑3kg100℃煮30min

硫化碱3kg体积1250L

（2）酸洗的作用：

提高氧化能力，中和碱，增加牢度

（3）套染结果：

套染后效果不明显，见下图：

3、退浆试验：

（1）试验方法及步骤：

（2）试验结果：

处理的面料残浆率：

5.5%

未处理的面料残浆率：

4.9%

（3）试验结论：

由上述试验数据可看出经过等离子体处理的面料对退浆效果没有改善。

七、等离子体处理对纱线指标的影响：

1、纱线截面的变化：

原纱

未处理染色纱

处理染色纱

由上图可看出，经过等离子体处理后，纱线的取向度提高，纤维排列比较整齐。

2、纱线指标测试：

未处理的：

处理的

断裂强力1189.1cn1209.4cn

断裂强度16.31cn/tex16.59cn/tex

断裂伸长19.6mm17.2mm

断裂伸长率3.93%3.43%

由以上数据可看出，经过等离子体处理后对纱线的内在指标没有影响，这样对保证了面料的可织性。

八、下一步试验计划：

1、继续在以上三个试验项目上进行验证，找出相应的规律及准确的试验数据。

2、为了保证处理的时效性，准备联系南京苏曼电子带相应的设备来公司进行现场试验和指导，以保证试验的准确性和试验数据的说服力。

齐艳花

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