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2.3 等離子體的應(yīng)用
2.3.1 等離子體在織物前處理中的應(yīng)用
 使用等離子體技術(shù)對織物進行前處理，即用等離子體作用于漿料、油脂、蠟質(zhì)等有機分子，最終使有機物分解成CO2和H2O跑掉，節(jié)水、節(jié)能、無污染，可代替織物用堿劑進行退漿和精練的傳統(tǒng)前處理方法。
 日本山東鐵工所已于1992年3月開發(fā)設(shè)計了連續(xù)式低溫等離子體處理裝置，并實現(xiàn)了在真空中對棉織物退漿、精練的連續(xù)加工?？√俚妊芯苛擞醚趸蚩諝獾入x子體處理棉坯布后的芯吸性與工藝條件之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)處理后，棉布的去除蠟質(zhì)和漿料的效果與用氫氧化鈉進行汽蒸處理相同，而且織物的強力幾乎不受影響。棉坯布經(jīng)氧低溫等離子體處理后，可以不經(jīng)退漿、精練而直接雙氧水漂白，其效果不低于常規(guī)工藝生產(chǎn)的棉織物。因此利用等離子體對棉坯布處理，使棉織物的前處理簡單化是完全有可能的。
2.3.2 棉纖維的等離子體處理
 等離子體處理棉纖維一般是等離子體表面處理改性法，通過氧化性氣體輝光放電進行的。PVA等漿料的分子鏈被切斷，引入了羥基、羧基和羰基等親水性基團，使PVA易于溶解而除去;同時含C-H鍵較多的蠟質(zhì)也被氧化，使C-O、C=0鍵含量增多，從而使棉的吸水性和毛效得到改進。最早將等離子體技術(shù)用于棉紗處理的是Stone和Battett，他們發(fā)現(xiàn)處理過的棉紗吸濕性能顯著增加，其低捻度下的強力也增加了。有報道說在紡織工序中，棉紗經(jīng)氯氣等離子體處理后，抱合力可增加四倍左右，但是隨著處理時間的延長，抱合力也會很快減小，不過最后棉紗的拉伸強力還是可以增加很大，改善了可紡性，織物的耐磨性也得到提高。
Ward和Benerito分別采用氬、氦、氨等不同氣體等離子體處理棉織物，發(fā)現(xiàn)棉的吸附水和油的速度都大大加快。而且經(jīng)氨等離子體處理后，由于在棉纖維的大分子上引入氮原子形成了酰胺基，干折皺回復(fù)性大大提高，靠近電極處的干折皺回復(fù)角增加近20%，但濕折皺回復(fù)性沒有變化，有人懷疑氨等離子體可能會引起纖維素晶格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。Jung等，考察了氬等離子體處理過的棉織物的吸水效應(yīng)，并進一步觀察了棉毛巾布經(jīng)等離子體處理后的芯吸效應(yīng)。研究表明，棉織物表面可能已經(jīng)形成了羰基、α-羥基過氧化物以及游離的自由基等。
 在一個研究中顯示了棉織物經(jīng)過等離子體處理產(chǎn)生了的效果：含水量降低了;表面電阻率下降了;經(jīng)銅乙二氨溶液處理后發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)等離子體處理的棉纖維在其中完全溶解，而經(jīng)等離子體處理的棉纖維尚有部分未溶解，這表明經(jīng)等離子體處理后，纖維表面發(fā)生了部分交聯(lián)。利用這一特性可改善纖維的防皺性能，若在介質(zhì)中加入氟單體可起到拒水整理的作用。近年來，有人采用等離子體處理引發(fā)不同乙烯基單體、含氟單體對棉纖維進行接枝聚合改性，如Byrne和Brown于70年代初用乙烯單體聚合沉降到棉織物或其它織物表面，觀察到了包括棉纖維拒水性提高等纖維性質(zhì)的一些改變。
2.3.3 麻纖維的等離子體處理
 麻纖維具有良好的機械物理性能和衛(wèi)生保健性能，其織物服用性能也非常好。但其染色性能較差，不易染成深色，而且鮮艷度也較差。果用等離子體處理后，可使纖維表面的膠質(zhì)分解，并在纖維表面形成較多的親水基團、微小凹坑和微細裂紋。麻織物經(jīng)等離子體處理后，可顯著地增加毛細管效應(yīng)，使纖維表面的潤濕性大為改善，同時粗糙程度也有所增加，織物的失重率、上染率和染深性都有所提高。麻織物經(jīng)等離子體處理后，可大大提高織物印花的著色性，花紋輪廓也十分清晰。最近還發(fā)展了等離子體用于麻的抗皺整理，以及將等離子體技術(shù)和生物技術(shù)如酶等聯(lián)合使用處理麻等新的方法。
 亞麻織物的舒適、衛(wèi)生和優(yōu)雅的質(zhì)量使采用亞麻作衣料的需求增加了。但亞麻纖維結(jié)晶度高，導(dǎo)致抗彎硬挺度較高，加工難度大，等離子體處理可以消除這一缺陷。亞麻纖維具有獨特的分子結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，例如亞麻較棉具有較高的結(jié)晶度和較小的螺旋結(jié)構(gòu)節(jié)距，它沒有那種存在于棉纖維結(jié)構(gòu)中的螺旋反向?qū)雍娃D(zhuǎn)曲。同樣，二者在微孔的結(jié)構(gòu)和微晶的大小方面也存在著顯著的差別。等離子體刻蝕作用，僅攻擊在微晶表面的可結(jié)晶度的末端，不會造成在纖維整體結(jié)晶度方面的明顯變化。經(jīng)等離子體處理后，可使表面的聚合物分子發(fā)生斷裂，從而使麻纖維具有更好的彎曲撓性，同時織物的強力增加。
2.3.4 羊毛的等離子體處理
 羊毛表面具有鱗片結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生定向摩擦效應(yīng)，從而產(chǎn)生氈縮。傳統(tǒng)的方法是氯化處理，但它會帶來環(huán)保問題而且會損傷羊毛 不少學(xué)者對用等離子體來代替羊毛的化學(xué)處理進行了研究。Radetic等用低溫等離子體處理羊毛針織物并與氯化處理相對比，發(fā)現(xiàn)等離子體處理后羊毛的潤濕性和溶脹性都大有提高，對纖維損傷程度很小;印花后再經(jīng)氯化處理織物會泛黃，而低溫等離子體處理則對白度無影響;短時間處理后，給色量明顯改善。Hesse等對經(jīng)過等離子體處理的羊毛纖維表面進行了研究，指出其防氈縮效果來源于表面的等離子體氧化效應(yīng)，纖維表面親水性增強，就會在洗滌過程中形成水膜，將單根的纖維分離開來，減少了摩擦，而且等離子體處理產(chǎn)生的高能粒子轟擊纖維表面，使羊毛纖維表面的鱗片層受到破壞，雙向摩擦系數(shù)的差值降低，因此達到防氈縮目的。
 用CF4和CHF3等離子體處理羊毛織物后，可以改變羊毛表面的化學(xué)組成，在纖維表面增加部分正電荷中心，改變羊毛在水溶液中的帶電狀況，纖維表面極性增加，從而提高染料對纖維的吸附能力及降低染料向纖維內(nèi)擴散的空間阻力，改善羊毛的染色性能。據(jù)報道用CF4等離子體處理后，羊毛表面的潤濕性降低，但是上染速度卻增快了，而且勻染性不降低，反而有所改進，所以上染速度增狀的原因主要不是改善了纖維的潤濕性，而是破壞了羊毛鱗片層中的胱氨酸二硫鍵，使染料易于擴散進入纖維內(nèi)部。C.W.Kan等研究了采用低溫等離子體方法處理改善羊毛的染色性能，研究了等離子體處理毛紗的染色動力學(xué)和熱力學(xué)，毛紗經(jīng)等離子體處理后，染料上染速度有明顯的增加，但染料平衡上染率沒有明顯地改變，低溫等離子體處理毛紗的熱力學(xué)參數(shù)有明顯變化，可采用低溫染色。
 等離子體處理還可增加羊毛纖維的表面摩擦系數(shù)，纖維強力也不會降低，從而提高了紡紗時纖維相互之間的抱合力和紡紗性能。處理后的羊毛，纖維的平均細度比未處理前稍細，短毛率有所增加，手感比處理前略顯粗糙，而回潮率則普遍下降，在紡制高支紗時的斷頭率有明顯的降低。利用等離子體處理毛織物，可以在織物表面形成薄膜，具有均勻性高、針孔少、耐溶性能優(yōu)、熱穩(wěn)定性高以及在服裝加工中與襯里粘合性好等優(yōu)異性能。