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1.2丙綸

丙綸材料吸濕性差,易產(chǎn)生靜電,一旦電荷聚集很難消除.TakashimaK等研究了經(jīng)氬氣、氮?dú)夂涂諝獾蜌鈮旱入x子體處理后再經(jīng)電暈放電處理的丙綸薄膜在電荷消除前后空間和表面電荷的變化情況,并通過X射線光電子能譜(ESCA)分析處理樣品表面化學(xué)組成變化,探討了抗靜電加工機(jī)理.[7]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)低溫等離子體處理后,丙綸表面仍然存在大量負(fù)電荷,即等離子體處理本身不能防止電荷在纖維表面聚集,但處理后能在丙綸表面產(chǎn)生電荷俘獲陷阱,只需將試樣浸入水中,表面電荷就能有效地去除,抗靜電性有所改善.同時(shí),等離子體處理后,試樣表面的氧、氮極性基團(tuán)增加.極性基團(tuán)產(chǎn)生的機(jī)理有2種:(1)低溫等離子體處理使試樣表面與處理氣體間反應(yīng)產(chǎn)生極性基團(tuán);(2)等離子體處理使樣品暴露于大氣中,所含的不穩(wěn)定自由基會(huì)繼續(xù)與空氣反應(yīng),產(chǎn)生極性基團(tuán).極性基團(tuán)增加但并不能防止表面電荷聚集,只有將等離子體處理試樣浸入水中才可以消除試樣表面電荷,減弱表面帶電能力,改善抗靜電性.

1.3聚乙烯

聚乙烯是易產(chǎn)生靜電的材料,該材料經(jīng)低溫等離子體處理后,表面產(chǎn)生的活性自由基與空氣接觸時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)并在試樣上引入羰基、羧基等含氧基團(tuán),試樣處理時(shí)還會(huì)結(jié)合上氨基一類的含氮極性基團(tuán).因此,等離子體處理提高了聚乙烯薄膜表面的氧、氮基團(tuán)量,其結(jié)果是親水性改善、抗靜電性提高.

2.1聚合

Shi等研究了經(jīng)CH4等離子體預(yù)處理,再采用CF4/CH4混合氣體等離子體處理后的聚丙烯薄膜的阻燃效果.研究發(fā)現(xiàn),CF4/CH4等離子體在預(yù)處理后的聚丙烯上的沉積速率大于處理前.等離子體處理過的聚合物表面有不飽和鍵,會(huì)影響試樣阻燃效果.經(jīng)CF4/CH4等離子體處理的聚丙烯燃燒速率并非均小于未處理試樣,CH4濃度在一定范圍時(shí),處理試樣的燃燒速率高于未處理試樣,原因是用CF4/CH4等離子體處理時(shí)氟原子沉積在試樣表面,氟原子具有阻燃作用,使試樣燃燒性下降;同時(shí),等離子體處理會(huì)使高能粒子作用于聚丙烯大分子鏈上,引起大分子鏈斷裂,產(chǎn)生一些低聚物及有機(jī)小分子物,試樣受熱時(shí)會(huì)釋放出這些有機(jī)小分子物,導(dǎo)致燃燒性提高,尤其在等離子體處理過程中,高活性氟自由基具有很強(qiáng)的刻蝕作用,可破壞試樣大分子交聯(lián),產(chǎn)生更多有機(jī)小分子物,進(jìn)一步提高了燃燒性.用CH4等離子體對(duì)聚丙烯進(jìn)行預(yù)處理,試樣表面會(huì)形成一層超薄交聯(lián)層,可阻止CF4/CH4等離子體處理時(shí)高活性氟自由基對(duì)試樣的刻蝕及對(duì)大分子鏈的破壞作用,改進(jìn)阻燃效果.[8]

2.2接枝聚合

纖維制品高聚物經(jīng)短時(shí)間非聚合性氣體處理,表面生成自由基能引發(fā)難燃性單體或阻燃劑在纖維表面接枝聚合,改變纖維表面特性,達(dá)到阻燃效果.同時(shí)因整理劑牢固地固著在纖維上,耐久性較好.利用等離子體引發(fā)丙烯酸在EVA上接枝聚合后,試樣續(xù)燃、陰燃時(shí)間延長,限氧指數(shù)高,成炭量隨接枝率的增加而增大.其他纖維高分子材料也同樣可用等離子體引發(fā)不燃性單體或阻燃劑在其上發(fā)生接枝聚合,改變纖維材料表面性能達(dá)到阻燃.

劉霞等對(duì)棉、滌綸織物采用低溫等離子

3拒水、拒油整理

拒水、拒油整理是在織物表面施加一種低表面能的物質(zhì),并附著于纖維上或與之形成化學(xué)結(jié)合,使織物的表面張力遠(yuǎn)低于水或油類,不再被它們潤濕.織物經(jīng)整理后仍保持良好的透氣、透濕性,不影響手感和風(fēng)格.傳統(tǒng)的拒水、拒油整理采用化學(xué)方法,對(duì)纖維有損傷,耗水、耗能大,環(huán)境污染嚴(yán)重.利用低溫等離子體涂層或等離子體引發(fā)單體在纖維表面接枝聚合,僅作用于纖維表層約10nm,不會(huì)對(duì)纖維造成損傷.[10]

3.1涂層

AMajid等研究四氟化碳低溫等離子體處理紡織品,在纖維表面沉積氟化烴,等離子體產(chǎn)生的CF·2和CF·3自由基,可形成較長的氟化烴鏈—CF2—CF2—CF3,在纖維上形成特氟隆狀的疏水性表面,具有拒水、拒油效果.[11]但Yasuda等報(bào)道,在用四氟化碳等離子體處理時(shí),主要發(fā)生對(duì)材料的刻蝕作用,而不是以等離子體聚合涂層為主,難以得到優(yōu)良的拒水效果.若放電氣體中存在H2等還原性氣體時(shí)聚合作用占主導(dǎo)地位.[12]Lagow等發(fā)現(xiàn),在高濃度的含氟氣體下,用等離子體短時(shí)間處理可完成材料表面的氟化.因此,等離子體處理?xiàng)l件、等離子體種類相異,處理材料表面氟化程度不同,拒水效果亦不同.

經(jīng)CF4低溫等離子體處理后,纖維表面被氟化,接枝上氟化烴,引起纖維質(zhì)量增加,并可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng).等離子體處理時(shí),高能粒子對(duì)纖維表面也有一定的刻蝕作用,引起試樣質(zhì)量減少.微波等離子體處理采用不含氧的有機(jī)硅化合物,在較低的基質(zhì)溫度(70℃)和較高的總氣壓(50Pa)下可制備超級(jí)拒水膜,改進(jìn)了化學(xué)氣體的沉積工藝,可在耐熱性差的材料(<

5.1.1易去污整理

子體處理使聚酯等疏水性纖維表面引入某些含氧基團(tuán),纖維親水性提高,水滴容易在纖維表面鋪展,接觸角減小,織物穿著舒適,油污易洗,尤其是經(jīng)低溫等離子體處理后,織物表面產(chǎn)生了活性自由基.將處理的織物投入含丙烯酸單體的反應(yīng)槽內(nèi),單體被引發(fā)接枝到纖維上,使聚酯產(chǎn)生更大的親水性,易去污性更好.現(xiàn)用氬低溫等離子體處理滌綸織物,并通過改變等離子體處理?xiàng)l件(放電功率、放電時(shí)間)來控制等離子體表面改性程度,然后將等離子體活化滌綸織物浸漬在一定濃度的丙烯酸溶液中處理一段時(shí)間,使丙烯酸分子在滌綸織物表面進(jìn)行接枝聚合,從而改善其表面特性,易去污性得到明顯改善.[15]

5.1.2親水性整理

親水整理是指改變纖維表面組成后,使織物容易吸汗(吸水)、傳濕迅速,提高穿著舒適性和功能性.利用電暈放電、輝光放電等離子體處理后,合成纖維等高分子材料吸濕性等可大大改善.選擇合適的等離子體或單體,將含氧官能團(tuán)引入到缺乏極性的高分子材料表面進(jìn)行改性,賦予材料親水性.因用干式處理不產(chǎn)生廢水,是一種綠色生態(tài)加工法,因此,受到廣泛關(guān)注.陳杰瑢等利用氧等離子體處理滌綸纖維,發(fā)現(xiàn)經(jīng)等離子體處理后PET表面碳含量降低,氧和氮含量增加,表面非極性基團(tuán)—CH—減少,極性基團(tuán)—CO—、—C00—增加.[16]低溫等離子體技術(shù)還可制備高吸水性樹脂.用等離子體聚合合成的樹脂純度高,聚合反應(yīng)只需在室溫下進(jìn)行,聚合條件溫和,而由等離子體引發(fā)聚合制備高吸水性樹脂是一種安全、低能耗、低污染、可靠的合成方法.

5.1.3羊毛防縮整理

羊毛織物收縮的原因:(1)松弛收縮,羊毛織物染整加工多采用松式或張力較小的設(shè)備,但織物內(nèi)部仍然存在一定的應(yīng)力會(huì)使織物存在潛在收縮,潤濕后,內(nèi)應(yīng)力釋放,織物便發(fā)生縮水現(xiàn)象;(2)氈化收縮,羊毛鱗片層結(jié)構(gòu)引起的定向摩擦效應(yīng)以及羊毛的彈性造成縮絨性[17],也使織物在服用過程

經(jīng)等離子體處理后的羊毛纖維定向摩擦效應(yīng)減小,并在大分子上引入了—NH2、—COOH、—OH等水溶性基團(tuán),吸濕性提高.洗滌時(shí),可在羊毛纖維表面產(chǎn)生水合層,防止羊毛纖維彼此摩擦、氈化,改善了羊毛織物的防氈縮效果.此法可取代羊毛織物的氯化防縮工藝.[18]