羊毛是一種天然蛋白質(zhì)纖維,它具有諸多優(yōu)良的特性,如光澤柔和、良好的彈性、耐磨性、吸濕性以及保暖性等,但也有許多不足,如羊毛織物易氈縮變形。傳統(tǒng)方法處理羊毛鱗片層往往需要用含氯氧化劑,處理過程會產(chǎn)生AOX(可吸的有機鹵素),對環(huán)境造成的污染比較嚴重。等離子體技術(shù)是干式反應(yīng)體系,節(jié)水節(jié)能、環(huán)境污染少,處理僅涉及纖維的表面[1,2],不破壞纖維自身的性質(zhì),理論上可應(yīng)用于各種紡織品基質(zhì)物。本文重點討論了等離子體技術(shù)在羊毛織物染整加工中的應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)處理鱗片層的方法

普遍認為羊毛鱗片層結(jié)構(gòu)是影響羊毛表面性質(zhì)的主要因素,目前國內(nèi)外的毛織物整理方法大都是對鱗片進行適當?shù)钠茐摹Ｖ饕��?個途徑:一是采用釋氯劑如二氯異三聚氰酸或其鈉鹽等破壞鱗片層。釋氯劑價格較低,在酸性和室溫條件下的反應(yīng)速度相當快,使用較方便。二是采用氧化劑如過硫酸及其鹽類、高錳酸鉀等處理,它們的價格相對較高,反應(yīng)速度也慢,因此應(yīng)用得不多。但這2種方法都會引起羊毛的強力損失,還帶來污水的公害。

2 等離子體及其作用原理

2.1 等離子體概述

廣義等離子體指包含正負電荷相等的大量帶電粒子的物質(zhì)聚集狀態(tài)。狹義等離子體是指一種全部或部分被電離的氣體。氣態(tài)物質(zhì)在熱、電等能量的作用下產(chǎn)生不同程度的分子及電子的分離,形成帶負電荷的電子和帶正電荷的離子等。這種包含原子、分子、電子、離子、光子、各種亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)粒子的混合氣體即為等離子體。

2.2 等離子體處理織物的作用原理

等離子體改性高分子材料的方法主要有3種:一是主要對材料表面或極薄表層進行活化、刻蝕處理;二是首先使處理表面活化并引入活性基團,然后在此基礎(chǔ)上運用接枝方法在原表面上形成許多支鏈,構(gòu)成新表層;三是運用氣相聚合物沉積到處理表面上形成薄膜。

在等離子體發(fā)生器中,除了等電量的正、負粒子外,還存在許多化學(xué)活性物質(zhì)及其因輻射消散而發(fā)出的不同波長的光子。等離子體的能量可通過光輻射、中性分子流和離子流作用于聚合物表面。等離子體中的分子、原子和離子滲入到材料表面,同時材料表面的原子逸入等離子體中。

這個過程可以使纖維表層的大分子鏈斷裂,呈微觀不平的粗糙狀態(tài),為進一步改性創(chuàng)造條件;或在表面生成離子、自由基團而改變纖維表面的親水性、滲透性、導(dǎo)電性以及分子量等。另外,聚合物表面的結(jié)晶相和無定形相的比例也可能發(fā)生變化。可應(yīng)用于等離子體技術(shù)的氣體有多種,應(yīng)用不同的氣體可獲得不同的效果。

人工獲得等離子體的方法主要有熱電離、光電離、氣體放電、輻射放電、沖擊波等。工業(yè)制取等離子體以氣體放電為主。等離子體分類有各種方法,大多數(shù)將其分為高溫等離子體和低溫等離子體。紡織染整加工主要應(yīng)用低溫等離子體(LowTemperaturePlasma),它又稱非平衡等離子體。

3 等離子體技術(shù)在羊毛染整加工中的作用

3.1 羊毛防氈縮性

經(jīng)過等離子體處理的羊毛纖維，用掃描電子顯微鏡觀察(放大3000倍)發(fā)現(xiàn),鱗片主體基本完整，而多處鱗片尖角芒刺被打鈍,鱗片“起翹角”變小。進一步放大(10000倍)觀察,可見羊毛纖維鱗片表面在等離子體處理時被刻蝕的大量痕跡。這種表面微觀粗糙度的增加和纖維抱合時接觸面積的增加,導(dǎo)致了纖維表面摩擦系數(shù)的提高。表1為經(jīng)氧等離子體處理3min后羊毛表面摩擦系數(shù)的變化。