有研究表明，等離子體處理可以改善纖維制品的潤濕、易去污、印花、染色性等。低溫等離子體有電暈放電和輝光放電兩種，本項目主要研究輝光放電。通過測定織物的失重率、毛效和斷裂強力，評價低溫等離子體處理對棉織物堿退漿的效果，并結(jié)合電鏡觀察分析低溫等離子體的作用原理。

　　1實驗部分

　　1.1材料及試劑

　　織物：純亞麻坯布

　　助劑：氫氧化鈉（分析純，北京化學試劑公司），滲透劑STl2 CIL京中紡化工有限公司）。

　　1.2試驗儀器

　　HD22型冷等離子體改性設備（常州新區(qū)世泰等離子體技術(shù)開發(fā)有限公司），LCK2800型紡織品毛細效應測定儀（山東紡織研究院測控設備開發(fā)中心），HD026N型電子強力儀（南通宏大試驗儀器有限公司），JSM26360掃描電鏡（日本電子）。

　　1.3試驗方法

　　1.3.1常規(guī)堿退漿工藝處方/（g/L）

　　NaOH x

　　潤濕劑2

　　溫度/℃100

　　時間/min 30

　　浴比1：30

　　1.3.2低溫等離子體處理堿退漿

　　工藝流程：亞麻織物105℃預烘干2 h一低溫等離子體處理（氬，30 Pa）一105℃烘干2 h一稱量一堿退漿一熱水洗（80℃X 2次）一溫水洗（50℃X 2次）一冷水充分淋洗一105℃烘干2h，稱量

　　1.4性能測試方法

　　1.4.1失重率測定

　　失重率=（W1一Wh）/wf X 100%，式中w1為坯布試樣質(zhì)量，wh為低溫等離子處理或堿退漿處理后的試樣質(zhì)量。樣品處理后稱量前均平衡2 h。

　　1.4.2毛效測試

　　按FZ/T 01071--1999《紡織品毛細效應試驗方法》測試。

　　1.4.3斷裂強力的測定

　　按GB/T3923。1—1997《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》，測定織物的斷裂強力。

　　1.4.4 SEM測試

　　采用掃描電子顯微鏡Hitachi 523200N。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1常規(guī)堿退漿處理

　　為對比低溫等離子體處理對亞麻織物退漿的影響，分別使用濃度為5、10、15、209/L的NaOH對純亞麻坯布進行退漿處理30min，退漿效果見表1。

　　由表l知，隨NaOH濃度增加，失重率和毛效隨之增加：NaOH濃度達10 g/L時，失重率達4.76%，毛效達9.0cm/30 min，滿足一般染整后加工的要求。

　　2.2低溫等離子體處理對亞麻織物退漿影響

　　2.2.1低溫等離子體處理對漿料的作用

　　為了比較、分析等離子體對漿料的作用情況，將常規(guī)堿退漿和經(jīng)氬氣低溫等離子體處理不同時間的失重率列于圖1中。結(jié)合文獻[7]研究成果，確定等離子體處理條件為100 W，30 Pa。

　　由圖l可見，低溫等離子體處理1，5，10 min的試樣失重分別為0.95%，1.37%和1.97%。這一現(xiàn)象表明隨著等離子處理時間的延長，織物的失重率上升，這是因為等離子體對纖維表面有雙重作用，一方面對纖維表面進行刻蝕，另一方面極性的等離子體對纖維表面具有氧化作用，使原來結(jié)構(gòu)緊密的部分因氧化而疏松，并逐步被刻蝕下來。處理時間越長，功率越大，等離子引發(fā)的高速粒子數(shù)量越多，能量也越大，對纖維表面的轟擊及刻蝕作用越重。

　　2.2.2低溫等離子體處理條件對退漿效果的影響

　�。�1）處理時間對退漿效果的影響

　　為了確定亞麻織物最佳低溫等離子體處理條件，分別研究了處理時間，處理功率和壓強對實驗結(jié)果的影響。首先研究了處理時間對織物前處理的影響，實驗結(jié)果如表2所示。

　　由表2的實驗結(jié)果可以看出，隨著處理時間的增加，織物的失重率，毛效均不斷增加。亞麻纖維經(jīng)低溫等離子體處理后，在纖維表面形成較多的親水基團、微小凹坑和微細裂紋，有利于提高織物的吸水性能。觀察表2的實驗結(jié)果，處理時間由5 min增加到10 min，織物的失重率，毛效提高效果不明顯，比較合理的低溫等離子體處理時間為5min。

　　（2）處理功率對退漿效果的影響

　　在處理時間確定的基礎(chǔ)上，進一步研究了處理功率對實驗結(jié)果的影響。實驗結(jié)果見表3。

　　NaOH 10 g.L-1，時間30 min

　　由表3的實驗結(jié)果可以看出，隨著處理功率的增加，織物的失重率和毛效均不斷增加，而織物的毛效在處理功率為200 W的時候達到最大值。由于等離子體處理功率增加，反應室內(nèi)被激發(fā)的等離子氣體的數(shù)量也相應增加，使其與漿料表面的反應更加徹底，更多的大分子鏈被打斷，形成水溶性較好的小分子，或進一步氧化成氣體揮發(fā)到周圍環(huán)境中[9]。

　　綜合處理后織物的各項測試結(jié)果，可以看出等離子體最佳處理功率為200 W。

　�。�3）處理壓強對退漿效果的影響

　　為最終確定純亞麻織物的最佳低溫等離子體處理條件，繼續(xù)研究了壓強對實驗結(jié)果的影響。實驗結(jié)果如表4所示。

　　由表4可以看出，處理壓強為30Pa時，織物的處理效果最好。隨著處理壓強的增加，反應室內(nèi)的氣體密度增加，被激發(fā)的等離子體數(shù)量也相應增加。在同樣的時間和功率下，壓強越大，漿料與等離子體反應越充分，漿料表面發(fā)生的物理和化學反應更徹底，漿料的失重率得到提高。

　　但處理壓強也不宜太大，當壓強過大，反應室內(nèi)的氣體分子過多，等離子激發(fā)時攜帶一定的能量，氣體密度過大會導致部分攜帶能量的等離子體與其它粒子發(fā)生撞擊，在撞擊的過程中會發(fā)生能量傳遞，等離子體的飛行速度將會降低，使得等離子體撞擊漿料表面的速度減小，將會影響等離子體對漿料的刻蝕效果和反應程度。因而等離子體處理壓強改變，會使織物的潤濕性略有提高或基本不變。

　　綜合上述分析，可以得出低溫等離子體處理亞麻織物最佳工藝參數(shù)：處理功率為200 W，處理時間為5 min，壓強為30 Pa。

　　2.2.3低溫等離子處理對纖維表面的影響

　　為了探討低溫等離子體對漿料的氧化、降解和刻蝕作用，拍攝了掃描電鏡照片（SEM），以觀察亞麻纖維表面性狀的變化，見圖2。

　　圖2亞麻纖維掃描電鏡圖

　　圖l（a）是未經(jīng)處理的純亞麻坯布的電鏡照片。可以看出，纖維表面被漿料完全包覆，纖維之間也連結(jié)著的漿料。經(jīng)低溫等離子體處理1 min后（見圖l（b）），纖維表面的漿料出現(xiàn)凹坑和裂紋，并且連結(jié)纖維的漿料消失，這有利于退漿時NaOH的滲入，進而快速溶脹并分解漿料。隨著時間的延長，如圖1（C）、（d）所示，纖維表面漿料的凹坑和裂紋加深。當處理時間達到10 min時，纖維表面開始出現(xiàn)細微縫隙，這為提高毛效提供了可能性。因此，經(jīng)低溫等離子體處理后的亞麻織物就有可能在短時間、低濃度堿條件下，達到理想的退漿效果。

　　2.2.4低溫等離子體處理后最佳退漿工藝的確定

　　在最佳低溫等離子體處理工藝條件（200 W，30Pa，5 min）下，研究了亞麻織物的低溫等離子體處理后的最佳退漿工藝。實驗結(jié)果如表5所示。

　　如表5所示，當退漿時間為10 min，NaOH濃度為6g/L時，失重率為4.75%，毛效為9.4 cm·30 min-1，達到常規(guī)堿退漿30 min，NaoH濃度為10 g/L的效果。為對比坯布、常規(guī)堿退漿布以及經(jīng)低溫等離子體處理后的退漿布的性能，將各項指標列于表6中。

　　如表6所示，等離子體處理后退漿與常規(guī)堿退漿的失重率基本一致，斷裂強力高于常規(guī)退漿是由于堿量減少了40%，時間縮短了67%，降低了纖維的損傷，同時等離子體處理后增加了纖維、紗線之間的抱合力，因此處理后的織物斷裂強力有所提高。等離子體處理后纖維表面開始出現(xiàn)細微縫隙，同時高能量的離子束可切斷漿料大分子，還可切斷纖維所含的一部分蠟質(zhì)等疏水性物質(zhì)的大分子鏈，使其在退漿過程中與漿料一起被去除，從而使毛效和纖維潤濕性提高。

　　3結(jié)論

　　（1）低溫等離子體處理后，織物有一定的失且時間越長，失重越大。

　�。�2）當?shù)蜏氐入x子體處理工藝條件為200 W，30Pa，5 min時，退漿效果最好。

　�。�3）低溫等離子體處理純亞麻坯布，可在漿料表面形成凹坑和裂紋，有利于堿退漿。低溫等離子體處理后再經(jīng)6 g/LNaoH退漿處理10 min，能達到常規(guī)堿退漿10 g/L NaOH退漿處理30 min的失重率，且其毛效高于后者，對纖維造成的損傷較小。

　　來源： 王鴻曉 王建明