間隔織物及等離子體處理對其功能特性的影響

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技術學院(印度)

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間隔織物及等離子體處理對其功能特性的影響

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技術學院(印度)

對多種間隔織物的透氣性、熱傳導性及低應力下的力學性能等進行了定量研究。測試了等離子體處理前后間隔織物的厚度、質量、耐磨性、水蒸氣滲透性、芯吸性及浸潤性等。研究表明：透氣性、熱傳導性和吸濕性能與間隔紗線的類型和排列密切相關，等離子體處理時間也會影響間隔織物的性能。分析得知：等離子體處理對間隔織物的透氣性、熱傳導性和力學性能影響顯著。

間隔織物； 等離子體處理； 氧氣； 氬氣； 性能

對間隔織物進行等離子體處理，并進行了相關研究。等離子處理可使紡織品表面改性，獲得所需性能，如提升潤濕性或黏附力。織物的等離子體處理已從原始概念期進入了生長應用期，大量的試驗研究開始將潛在的可能轉變為工業生產。本文旨在闡述常壓下紡織品等離子體表面處理技術的現狀，等離子體處理對一些性能的影響，以及用于紡織材料特殊功能處理的等離子體處理工藝技術。項目報告同時揭示了采用氬氣、空氣和氧氣之類非高聚物氣體進行的常壓等離子體處理對表面的影響。本文通過定性和定量表征技術分析，討論了經等離子體處理的間隔織物在化學和形態特征方面的性能(如芯吸高度、表面能和芯吸性)變化。

1　原料和方法

試驗所用間隔織物的規格如表1所示。試驗使用氬氣和氧氣對間隔織物進行常壓等離子體處理(圖1)，反應在等離子體反應器中進行。

2　等離子體反應器

本研究使用印度M/s hydro pneo Vac提供的3 kV、500 mA的電容耦合直流常壓等離子體系統。該系統設計可使兩電極之間的距離在幾毫米到15 cm之間變化，等離子體由可變量輸出的能量供給生成，系統允許電極分離和用其他電極替換，目前的研究中單獨使用鋁和銅電極。

表1　間隔織物試樣規格

圖1　等離子體處理

將20 cm×20 cm的試樣放置在兩個平行電極平面之間，采用常壓等離子體用間隔3 cm的鋁和銅電極處理相同的時間。織物試樣被放置在兩個電極之間，采用可旋轉的真空泵調節工作壓強，持續抽真空10 min，然后開啟電源。可用電源上的旋鈕調節電極之間的輸出功率。持續進行輝光放電，并在關閉開關后，在規定的時間內對織物試樣進行等離子體處理，試樣允許在真空環境下放置10 min，關閉真空泵后，試樣在處理室內用氣體清洗，最后取出試樣，進行分析。氣體流速保持為10 cm3/min。

3　試驗方法

具體試驗方法如下：

——測試等離子體處理前間隔織物的性能；

——間隔織物等離子體處理；

——測試等離子體處理后間隔織物的性能；

——測試結果分析；

——分析、比較結果，并決定最終用途。

4　測試性能

測試的性能包括：

——質量；

——厚度；

——透氣性；

——透水性；

——熱傳導性；

——潤濕性。

5　結果與討論

由表2和圖2可見，經等離子體處理后，間隔織物的透氣性提升，而用氧氣處理的試樣的透氣量比用氬氣處理的低。

圖2　空氣滲透率測試結果

試樣等離子體處理前氧氣處理氬氣處理5min10min15min5min10min15min1#18.16718.27418.40718.50518.60518.79918.9882#19.02219.32219.42219.58319.60519.72219.8873#18.01718.25218.38318.49918.59118.63818.8474#18.33218.45518.62218.74418.86618.94419.0095#18.44418.56418.61118.74518.84418.91119.0126#17.88817.94418.01118.27718.38318.45318.627

由試驗結束可知，經等離子體處理后，織物厚度由于等離子體處理時織物表面發生反應而有所減小(表3和圖3)。

間隔織物試樣等離子處理前后的水蒸氣滲透性如表4和圖4所示，柱狀圖顯示經等離子體處理后試樣的數值降低，但這表明間隔織物自身的水蒸氣滲透性提高，氬氣處理的間隔織物比氧氣處理的水蒸氣滲透性好。

表5和圖5顯示了等離子體處理前后間隔織物試樣的熱傳導性，表明經等離子體處理后間隔織物的熱傳導性有所下降。

圖3　厚度測試結果

圖4　水蒸氣滲透性測試結果

圖5　熱傳導性測試結果

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表4　水蒸氣滲透性測試結果

表5　熱傳導性測試結果

表6和圖6顯示了間隔織物試樣的潤濕性能，等離子體處理后間隔織物本身的潤濕性更好。表7和圖7表明了間隔織物試樣的芯吸性，等離子體處理后間隔織物試樣的芯吸能力提高，這些間隔織物試樣等離子體處理之前已有足夠的芯吸能力。

表8和圖8顯示了等離子體處理前后間隔織物的質量變化(用織物面密度進行表征)，可見，由于等離子體處理過程中發生的蝕刻反應，間隔織物試樣的質量略有下降。

圖6　潤濕性能測試結果

圖7　芯吸性測試結果

圖8　面密度測試結果

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表7　芯吸性測試結果

由表9和圖9、表10和圖10可知，經等離子體處理后間隔織物正、反面的耐磨性都下降。

圖9　耐磨性測試結果(正面)　　圖10　耐磨性測試結果(反面)

試樣等離子體處理前氧氣處理氬氣處理5min10min15min5min10min15min1#3.1253.8803.3333.2263.1253.1253.1252#6.2503.0303.3333.3333.1253.1255.8803#4.5459.0909.52315.000 5.8829.57310.0004#6.8967.40711.5304.5404.5403.8464.0005#9.5233.7038.0004.1663.4803.5713.8466#6.2505.8806.6603.2253.6703.1253.255

表10　耐磨性測試結果(反面)

歐陽學燕 譯顏雪 校

Spacer fabrics and the effect of plasma treatment on its functional characteristics

S.Sundaresan,ArumugamArunraj

KumaraguruCollegeofTechnology,Coimbatore/India

A quantitative investigation of various spacer fabric characteristics, such as air permeability, thermal conductivity and low stress mechanical properties was studied. These characteristics of spacer fabrics, including thickness, weight, abrasion resistance, water vapor permeability, wicking and weting, based on the test before plasma treatment and after plasma treatment were tested. It was found that air permeability, thermal conductivity and wettability properties depend very much on the spacer yarn type and arrangement, and plasma treatment on spacer fabric different timing to varying the properties. It was believed that the fabric showed a very significant effect on the air permeability, thermal conductivity and mechanical properties of spacer fabric.

spacer fabric； plasma treatment； oxygen gas； argon gas； property