羊毛是一種天然蛋白質纖維,它具有諸多優良的特性,如光澤柔和、良好的彈性、耐磨性、吸濕性以及保暖性等,但也有許多不足,如羊毛織物易氈縮變形。傳統方法處理羊毛鱗片層往往需要用含氯氧化劑,處理過程會產生AOX(可吸的有機鹵素),對環境造成的污染比較嚴重。等離子體技術是干式反應體系,節水節能、環境污染少,處理僅涉及纖維的表面[1,2],不破壞纖維自身的性質,理論上可應用于各種紡織品基質物。本文重點討論了等離子體技術在羊毛織物染整加工中的應用。
1 傳統處理鱗片層的方法
普遍認為羊毛鱗片層結構是影響羊毛表面性質的主要因素,目前國內外的毛織物整理方法大都是對鱗片進行適當的破壞。主要有2個途徑:一是采用釋氯劑如二氯異三聚氰酸或其鈉鹽等破壞鱗片層。釋氯劑價格較低,在酸性和室溫條件下的反應速度相當快,使用較方便。二是采用氧化劑如過硫酸及其鹽類、高錳酸鉀等處理,它們的價格相對較高,反應速度也慢,因此應用得不多。但這2種方法都會引起羊毛的強力損失,還帶來污水的公害。
2 等離子體及其作用原理
2.1 等離子體概述
廣義等離子體指包含正負電荷相等的大量帶電粒子的物質聚集狀態。狹義等離子體是指一種全部或部分被電離的氣體。氣態物質在熱、電等能量的作用下產生不同程度的分子及電子的分離,形成帶負電荷的電子和帶正電荷的離子等。這種包含原子、分子、電子、離子、光子、各種亞穩態和激發態粒子的混合氣體即為等離子體。
2.2 等離子體處理織物的作用原理
等離子體改性高分子材料的方法主要有3種:一是主要對材料表面或極薄表層進行活化、刻蝕處理;二是首先使處理表面活化并引入活性基團,然后在此基礎上運用接枝方法在原表面上形成許多支鏈,構成新表層;三是運用氣相聚合物沉積到處理表面上形成薄膜。
在等離子體發生器中,除了等電量的正、負粒子外,還存在許多化學活性物質及其因輻射消散而發出的不同波長的光子。等離子體的能量可通過光輻射、中性分子流和離子流作用于聚合物表面。等離子體中的分子、原子和離子滲入到材料表面,同時材料表面的原子逸入等離子體中。
這個過程可以使纖維表層的大分子鏈斷裂,呈微觀不平的粗糙狀態,為進一步改性創造條件;或在表面生成離子、自由基團而改變纖維表面的親水性、滲透性、導電性以及分子量等。另外,聚合物表面的結晶相和無定形相的比例也可能發生變化�？蓱糜诘入x子體技術的氣體有多種,應用不同的氣體可獲得不同的效果。
人工獲得等離子體的方法主要有熱電離、光電離、氣體放電、輻射放電、沖擊波等。工業制取等離子體以氣體放電為主。等離子體分類有各種方法,大多數將其分為高溫等離子體和低溫等離子體。紡織染整加工主要應用低溫等離子體(LowTemperaturePlasma),它又稱非平衡等離子體。
3 等離子體技術在羊毛染整加工中的作用
3.1 羊毛防氈縮性
經過等離子體處理的羊毛纖維，用掃描電子顯微鏡觀察(放大3000倍)發現,鱗片主體基本完整，而多處鱗片尖角芒刺被打鈍,鱗片“起翹角”變小。進一步放大(10000倍)觀察,可見羊毛纖維鱗片表面在等離子體處理時被刻蝕的大量痕跡。這種表面微觀粗糙度的增加和纖維抱合時接觸面積的增加,導致了纖維表面摩擦系數的提高。表1為經氧等離子體處理3min后羊毛表面摩擦系數的變化。
