含氟单体等离子体处理织物拒水拒油性能的研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:Liuyuly
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等离子体处理技术作为一种高效、节能、适用面广、极具发展前途的清洁生产技术而广泛应用于织物的表面改性。近年来的一个研究热点是使用等离子体技术使织物获得低能表面,产生拒水拒油性能。本文采用多种含氟单体对丝绸、棉等织物进行等离子体处理以获得拒水拒油效果,对含氟单体等离子体处理气氛、时间、压强和功率因素对处理效果的影响进行了系统研究,给出等离子体处理的参考工艺。以全氟庚烷为气氛对真丝电力纺织物进行等离子体处理,处理后丝绸织物具有较好的拒水性能和一定的拒油性能,织物对水接触角可以从0°增加到140°以上,对油接触角从0°增加到120°以上。等离子体处理后的丝绸织物具有良好的耐洗性和耐久性,没有经时效应。等离子体处理对织物的断裂强力、透气、透湿等物理机械性能影响很小,对丝绸本身的颜色影响不大,不影响服用舒适性。等离子体处理功率、压强和时间对处理效果有一定的影响。优化的处理条件为功率:100W;压强:25Pa;时间:3min。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对全氟庚烷等离子体处理的真丝电力纺织物进行表面分析。等离子体处理后在织物表面引入了大量氟元素,等离子体处理条件对表面氟元素的量有影响。等离子体处理后织物表面引入-CF、-CF2和-CF3基团量也有所不同。SEM观察表明C7F16等离子体处理对织物表面没有明显的刻蚀作用,SPM表明等离子体处理后在织物表面形成了聚合膜,覆盖了织物原有的精细结构。等离子体处理织物水洗和溶剂抽提后丝绸的氟元素含量下降为40%左右,织物表面的-CF2和-CF3峰有所下降,说明水洗和乙醇抽提可以除去一定量的粘附或吸附在织物表面的含氟物质,大部分含氟物质以共价键接枝聚合在丝绸表面。采用了饱和长链化合物全氟庚烷,具有不饱和结构的六氟丙烯和环状化合物八氟环丁烷以及带有羟基的化合物三氟乙醇、六氟异丙醇作为等离子体气氛进行处理。将各种气氛的处理效果进行了比较,拒水拒油效果为全氟庚烷最佳,六氟丙烯次之,其它依次为八氟环丁烷、全氟辛基乙烯、六氟异丙醇和三氟乙醇。各处理气氛随着处理功率、时间和压强的增加,对水接触角影响较小,对油接触角影响较明显。不同含氟单体等离子体处理后在真丝电力纺织物表面引入了不同含量的氟元素。其中,C7F16引入的表面氟含量最高,可达58.1%;其次为C3F6,引入到织物表面的氟含量为50.16%,C4F8和CF3(CF2)7CH=CH2引入的氟元素量相对较高,为40%以上,因此这几种化合物处理后的拒水和拒油效果较好。采用六氟丙烯在不同纤维进行等离子体接枝的研究,等离子体处理后不同织物处理效果不同。亲水性的织物如棉、麻、‘丝绸等织物接触角提高明显,可达到130°以上。羊毛、锦纶、涤纶等织物接触角也有所提高。等离子体处理后织物表面的引入不同含量的氟元素。引入到电力纺表面的氟元素含量可达到50.16%,棉为51.23%。而同为丝绸织物,双绉表面的氟含量仅为29.58%。同为合成纤维,锦纶和涤纶引入到表面的氟含量也是有很大的不同,涤纶是46.67%,而锦纶仅为27.53%。因此,等离子体处理后引入到织物表面的氟元素数量和基团种类与纤维的种类、织物的结构有关。
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