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滌綸(PET)學名聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯)纖維,進入二十一世紀以后,其產量增速持續高于其它纖維,中國滌綸織物產業的發展帶動著著全球織物工業的發展。滌綸織物具有高致密性、高結晶性、疏水性強,其分子結構規整,大分子中除了存在兩個醇羥基外,PET纖維本身結構中無其他極性基團,導致其吸濕性差。為了獲得良好的親水吸濕性，必須對滌綸織物進行預處理。

等離子體的定義

等離子體可以看作一種物質,與氣體、液體、固體并列的一種物體狀態,即為物質的第四態。等離子體豐富在全宇宙空間中,等離子體物質幾乎占全宇宙物質的百分之九十九,幾乎可以說等離子體這種物質是組成全宇宙的主體。等離子體這種物質是電離的氣態,其內部擁有電子、中性粒子和離子,并且都是有能量的,在與其他物體碰擊時,會將自己本身的能量傳遞給物體的原子和分子,從而產生一系列的化學和物理反應,如圖1等離子體工作過程,當等離子體碰撞物體表面時,不僅能將其本身的能量轉移到物體表面分子上,而且還會造成表面被蝕刻,使吸附在材料表面的氣體、其他物質的分子產生解吸反應,還會有少部分的粒子發生自濺射,尤其是一些亞穩態粒子和電子容易直接擊穿材料內部,造成表面微坑,微坑深度最高達到50nm;當材料內部分子受到碰撞后,電子層受到刺激,產生電子躍,并產生輻射和濺射;淺層粒子甚至會跑到物質表面以上的空間。

圖1 等離子體改性過程

等離子體處理技術對滌綸織物表面改性原理

等離子體處理設備工作時,等離子體空腔內高速運轉的氣體分子和電子撞擊,從而產生多種物質。由于電場中的電子因加速捕獲到能量,同時與空氣中的原子、分子撞擊,將能量傳遞給這些原子、分子等粒子,這些粒子會被電離成新的粒子或激發態?？焖僖苿拥碾娮邮箽怏w分子獲得或丟失電子或斷開化學鍵形成離子和自由基碎片。空氣等離子體與滌綸織物主要發生反應機理如圖2所示:

圖2 空氣等離子體處理滌綸織物反應機理 

這些粒子受到電場的撞擊,電場又再次加速了聚合物表面的碰撞,當活性粒子的能量比物體表面分子的鍵能大,物體表面分子間的化學鍵就會被打開,從而產生自由基,甚至使聚合物材料大分子的分子鍵發生斷裂、分解,空氣等離子體處理滌綸織物后在纖維表面引入的極性基團有-OH,-COOH,-C=O-,-NH2-等,賦予織物表面新的性能。

等離子體處理對滌綸織物潤濕性能分析

因為等離子體處理對滌綸聚酯纖維具有輕微的刻蝕作用,這種刻蝕作用可提高聚酯纖維的表面粗糙程度和比表面積,同時還為滌綸聚酯纖維表面引入了大量的-OH和-COOH等含氧親水基團來提高滌綸聚酯纖維的表面能,使織物表面極其親水,所以當動態水接觸角測試儀測試角度時,水滴會迅速擴散并立即被織物表面吸收,導致接觸角測試不準確,等離子處理前后對比如圖3所示。

圖3 滌綸織物等離子體處理前后對比

等離子體對滌綸織物表面改性效果顯著,經等離子體處理后的滌綸織物在潤濕性能、附著性能等方面都有所提高。等離子體處理滌綸織物既貫徹了減少環境污染、節約用水、節約能源的理念,又具有操作簡便、高效、易于控制的優點。