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等離子技術在紡織印染工業中的應用

人氣:769發表時間:2018-04-02 15:19:07

 等離子技術在紡織印染工業中的應用

  

等離子體表面改性是一項高新技術它是一種以物理手段處理纖維達到化學處理效果的方法。等離子體表面改性是干態處理節能節水、清潔高效、操作簡單且易控制、環境污染小。經過該方法處理的織物僅涉及纖維的表面不破壞纖維自身的性質使纖維表面特性得以改變而達到理想的應用效果。這樣既可保持織物原有優點又可賦予其新特性或消除某些缺點。因此等離子技術符合可持續性發展戰略的要求正越來越受重視。

1等離子的概念及基本特性

當氣態物質的溫度升高氣體分子的熱運動會加劇當溫度升高到一定程度時構成分子的原子獲得足夠大的動能便開始彼此分離分裂成單個原子這一過程稱為離解。若再進一步加熱原子外層的電子便擺脫原子核的束縛而成為自由電子。最終使構成氣體的分子及原子成為帶正電荷的離子這個過程稱為電離。等離子體指的就是這種電離氣體是一種導電率很高的導電流體它是一種屬于物質三態之外的另一種性質奇特的物質聚集態即通常所說的物質的“第四態”。由于在這種聚集態中電子的負電荷總數與離子的正電荷總數在數值上是相等的宏觀上呈現電中性因而又稱其為等離子體。一般將等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體兩類。前者又稱為平衡等離子體它的電子和分子或原子類粒子都具有非常高的溫度一般用于處理熔點較高的物體如鋼鐵、噴絲板、化纖的導絲部件等各種金屬制品后者又稱為非平衡等離子體它的電子和分子或原子類粒子的溫度比較低一般用于處理熔點較低的物體。目前在紡織領域中應用的等離子體主要是低溫等離子體。

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1.1等離子體產生的方法

等離子體可以通過多種方法產生。自然界中的日光、雷電和極光都可以產生等離子體。實驗室主要采用電暈放電和輝光放電的方法得到低溫等離子體。電暈放電是指在大氣壓條件(空氣介質和通常的氣壓)下產生的弱電流放電。輝光放電又稱為高頻放電是低于大氣壓條件下的放電。

1.2低溫等離子體處理紡織品的作用方式

低溫等離子體的作用方式主要有三種:等離子體表面處理改性(PST)、等離子體接枝聚合(PGP)和等離子體沉積聚合(PPD)PST法是指對材料表面或極薄表層的活化、刻蝕處理通常稱為減量處理。因為低溫等離子體中的電子等活性因素的能量(高達20eV)比有機化合物的化學鍵能(<10eV)高得多在化學性上很活躍。當處理有機化合物時很容易使被處理物表面纖維發生斷裂從而改善纖維或織物的吸濕性、拒水性、抗污性及染色性等性能。PGP法是運用等離子體作用首先使表面活化并引入活性基團然后再運用接枝方法在原表面上接上許多活性支鏈構成新表層。PPD法是將有機化合物的氣體形成等離子體狀態通過控制工藝條件使其沉積在處理物表面形成覆膜的方法。后兩類是增量處理法。

2等離子技術在紡織印染中的應用

國外在高分子材料的研究和應用上使用等離子技術起步較早。從目前各國的研究狀況來看美國的研究工作比較系統偏重于等離子體改性的基礎研究。日本的研究則偏重于應用領域。目前等離子體在紡織印染行業應用的整體趨勢是向工業實用性方向發展。

等離子體技術在紡織印染中的應用始于上世紀50年代我國從80年代開始將等離子體技術應用到紡織品工業中。在紡紗織造過程中可用等離子體作用于織物的上漿使紗線上漿均勻在印染前處理過程中等離子體技術能夠優化織物的退漿、精練提高前處理效率還可以改進染色和印花工藝使工藝高效、經濟、環保在印染后整理過程中等離子體處理對織物抗靜電性、抗起毛起球性、易去污性、拒水拒油性等有著顯著的效果這對于提高織物的附加值有著積極的意義。同時等離子體處理與其它整理劑結合使用可以提高整理劑的功效及功能整理的效果。

3等離子體設備的發展

隨著制造技術的進步等離子體生產型設備相繼問世。由原先的實驗室階段漸漸實現工業化生產。目前已開發成功的等離子體設備均為間歇式的如瑞士TechoplasmaSA俄羅斯Niekmi學院和意大利Inter公司合作開發的KPR系列等離子體加工設備其中KPR180型低壓等離子體設備工作門幅180cm織物運行速度880m/min日產量12000m/批。

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我國中科院化學所已購買該設備正在開發在紡織加工中的應用。日本山東鐵工在19931997年間研制了低壓等離子體連續處理設備其工作幅寬為1.8m最大運行速度為70m/min。在1997年世界紡織品博覽會上德國和瑞士相繼都展出了可以在常壓及真空下工作的等離子體設備并投入市場。由上海市紡織科學研究院和太平洋印染機械有限公司共同研制的APPS型等離子體處理樣機其最大的優點是可以在常壓條件下進行連續等離子體處理減少了制造和控制難度。在羊毛處理上也取得了可喜的進展正在研制適合于量大面廣的平幅織物的連續式等離子體退漿設備。日前由常州恒泰等離子技術應用公司自主開發的DLZT-160等離子設備處理效率高而其價格僅為進口設備的一半有極強的市場競爭力。

4等離子技術存在的問題

當前國內等離子體技術面臨著產業技術的突破和普及的巨大挑戰其缺陷主要表現在自主研發的具有自主知識產權的設備及其工藝過程的缺乏如何將現代科學研究的新成果轉化為商品應用到工業化生產中提升企業及其產品的市場競爭力是相關從業人員面臨的問題。另一方面等離子對材料改性的效果并不穩定隨著時間的推移部分效果會失去這種現象稱為等離子處理的時效性。時效性是一個復雜的物理化學變化影響因素眾多需要我們進一步研究探討。

5結語

隨著社會的發展科技的進步市場對紡織品的性能要求不斷提高等離子體技術作為一種經濟、環保、效率高的新方法新工藝在紡織印染方面已有相當多的成果和進展。利用等離子體的一些特殊的性質可對紡織材料進行加工達到其他方法無法比擬的效果。更重要的是等離子體技術符合生態紡織工業的要求其必將推動紡織印染行業向前快速發展。

來源:紡織科技進展

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