腈綸等離子體抗靜電處理.pdf

1、腈綸是世界主要合成纖維之一，它手感柔軟，色澤鮮艷，強度和彈性都比較好。但由于它是疏水性纖維，吸濕性差，易起靜電，從而限制了它的進一步發展。適當的物理和化學方法可以改善抗靜電性能，但存在不同程度的環境污染問題。低溫等離子體技術作為一種環境友好的新技術，節水，節能，無污染，具有顯著的經濟及環保效應。 本文采用低溫等離子體技術對腈綸進行表面改性，所采用的等離子體處理方法主要有真空輝光放電等離子體表面處理、常壓介質阻擋放電等離子體表面處

2、理及常壓介質阻擋放電等離子體接枝處理。試驗中，通過改變等離子體處理氣氛、時間、壓強及功率條件，研究了有關處理參數的變化對腈綸抗靜電性能的影響。 氧、氮真空輝光放電等離子體表面處理能較有效地改善腈綸的抗靜電性能?？轨o電性能隨處理功率的增加而增加。當處理壓強低于25Pa時，增加壓強，纖維的抗靜電性能上升，但繼續增加壓強，抗靜電性能反而下降。短時間內，處理纖維的抗靜電性能隨處理時間的增加而增加，進一步延長處理時間并不能繼續提高纖維的抗

3、靜電性能。 氬氣、氬氣/氮氣常壓介質阻擋放電等離子體表面處理也能使腈綸的抗靜電性能得到明顯提高。兩種氣氛(氬氣、氬氣/氮氣)常壓介質阻擋放電等離子體表面處理的最優工藝條件都是：處理電壓7000V，時間1分鐘，頻率19kHz。常壓介質阻擋放電等離子體表面處理對腈綸的表面改性可以達到氧、氮真空輝光放電等離子體的改性效果。 腈綸經氬氣常壓介質阻擋放電等離子體接枝處理后，由于季銨鹽基團的引入，腈綸的抗靜電性能得到明顯提高。經等離

4、子體接枝處理后，腈綸的透濕性能明顯提高，透氣性能略有降低。 本文采用掃描電鏡(SEM)、氮吸附比表面積測試法(BET)、X射線光電子能譜(XPS)、紅外測試等現代分析技術，對不同處理條件下的腈綸纖維進行測試，研究了等離子體處理后纖維表面物理結構和化學性能的變化。SEM、BET測試結果表明，等離子體表面處理對腈綸纖維表面有明顯的刻蝕作用，可使纖維表面變得粗糙，比表面積增大。XPS測試結果表明，等離子體表面處理可使腈綸纖維表面含氧量

5、明顯提高，在纖維表面引入了大量的酰胺基和羧基等親水基團。這些親水基團能吸收空氣中的水分，纖維吸附水分的離子化以及水分誘導周圍不純物質的離子化，使纖維電導率顯著增加，比電阻下降，這是腈綸抗靜電性能得到改善的主要原因。紅外測試結果表明，腈綸經氬氣常壓介質阻擋放電等離子體接枝處理后，表面引入了季銨鹽基團，使腈綸的抗靜電性能得到明顯提高。 X射線光電子能譜(XPS)分析表明腈綸纖維經等離子體表面處理后，纖維表面發生化學改性，酰胺基和羧

6、基等親水性基團被引入到纖維表面。酸性染料TECTILON Yellow4R含有磺酸基，能與纖維表面產生的酰胺基發生吸附作用，而陽離子染料能與纖維表面產生的羧基發生吸附，兩種染料吸附量的變化可用來反映等離子體處理在腈綸纖維表面引入的酰胺基和羧基數量的變化情況。染色實驗具有靈敏性高、重現性好等特點，因此本文主要采用染色法結合其它方法來評價腈綸纖維表面改性的效果。 染色結果表明，經真空輝光放電等離子處理后，腈綸纖維上兩種染料的吸附量與

7、K/S值均有較為明顯的提高，表明等離子體處理后大量的酰胺基和羧基被引入到纖維表面。 低溫等離子體表面處理普遍具有時效性問題，因此本文也對腈綸等離子體改性的時效性問題進行了研究。 研究發現，腈綸等離子體表面處理具有時效性問題，隨著放置時間的延長，改性后的良好性能會逐漸退化。處理效果隨放置時間延長衰退的主要原因是由于材料表面極性基團的轉移和重排所致，與分子鏈運動的難易程度密切相關，在很大程度上取決于纖維表面的結晶程度及所放置

8、的環境(包括介質和溫度)。結晶度高的樣品改性后得到的親水性能喪失較慢；放置在親水環境中的樣品沒有喪失其得到的親水特性，而放置在疏水環境中的樣品卻漸漸回復了其原有的疏水特性；放置在液氮中的樣品其得到的親水特性沒有喪失，放置在室溫及90℃高溫下的樣品會部分喪失其得到的親水特性。等離子體接枝改性的效果比較穩定，改性樣品的親水性能并不隨放置時間的延長而衰減。 綜上所述，等離子體處理作為一種清潔生產新技術，應用到腈綸的表面改性中，不但能達