基于常壓空氣等離子體的棉針織物前處理工藝

楊杰坤

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511447)

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基于常壓空氣等離子體的棉針織物前處理工藝

楊杰坤

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511447)

文章采用常壓空氣等離子體對棉針織物進行前處理，并與棉針織物傳統(tǒng)常規(guī)練漂工藝進行比較，試驗發(fā)現(xiàn)通過常壓空氣等離子體前處理的棉針織物的白度、毛細效應(yīng)、強力和染色效果可以滿足后序加工的需求，效果理想，且節(jié)能、環(huán)保。

棉針織物；常壓空氣等離子體；前處理

1 引言

等離子體技術(shù)是使物質(zhì)通過吸收電能進行的氣相干式化學(xué)反應(yīng)，具有節(jié)水、節(jié)能、無害的綠色化學(xué)特征。利用等離子體具有的高活性，可以實現(xiàn)一系列化學(xué)和水洗加工法所不能實現(xiàn)的、新的反應(yīng)過程。等離子體技術(shù)在紡織品高功能、高附加值清潔加工方面具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來隨著在紡織品防縮、深染、吸濕、防水、防油(污)、抗靜電及改善復(fù)合材料界面等方面的等離子體改性技術(shù)的應(yīng)用，以及中、小型實驗研究和中試設(shè)備漸趨成熟，等離子體紡織品加工技術(shù)的研究已發(fā)展成一個極富前景的嶄新領(lǐng)域[1]。

2 試驗部分

2.1 材料和儀器

材料：18.4 tex精梳棉雙面針織坯布、精練劑DM-1361、雙氧水活化劑DM-1430、30%雙氧水(市售，工業(yè)級)、燒堿(工業(yè)級)、純堿、元明粉(分析純)。

儀器：紅外線小樣染色機、YG026PC型電子織物強力機、毛效測試儀、Color Quest XE測試儀、CTP 1200常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體裝置。

2.2 練漂工藝

傳統(tǒng)高溫練漂工藝處方及試驗條件：高濃精練劑DM 0.4 g/L，雙氧水穩(wěn)定劑DM-1404 1.0 g/L，NaOH(固體)2.0 g/L，H2O2(30%)5.0 g/L，浴比1∶10，溫度98℃，時間45 min。

常壓空氣等離子前處理工藝處方及條件：功率75 W，等離子體處理時間5 min，NaOH(固體)2.0 g/L，H2O2(30%)5.0 g/L，浴比1∶10，溫度98℃，時間45 min。

2.3 染色工藝

工藝流程：常溫加染料、元明粉、純堿和織物，浴比為1∶10，以1.5℃/min升溫至60℃處理60 min→冷水沖洗→皂洗(1.0 g/L防沾色皂洗劑DM1572)→冷水沖洗→烘干。

染色工藝處方見表1。

表1 染色工藝處方

2.4 測試方法

白度值、K/S值和ΔE值采用ColorQuest XE測試儀測定，校正模式RSIN，孔徑為25.4 mm，光源CIELAB 10/D65。

毛效按FZ/T 01071—1999《紡織品毛細效應(yīng)試驗方法》測定。

失重率測定是將處理前后的布樣分別在溫度25℃，相對濕度65%條件下調(diào)至恒重，然后用分析天平精確稱重，并按式(1)計算失重率，每個配方平行測試5組，取平均值。

失重率=(W0-W1)/W0×100%

式(1)

式中：W0-織物初始質(zhì)量(g)。 W1-織物處理后的質(zhì)量(g)。

頂破強力按照GB/T 14800—1993《土工布頂破強力試驗方法》測試。

3 結(jié)果與討論

3.1 傳統(tǒng)常規(guī)工藝與常壓空氣等離子體的練漂效果對比

按照文中2.2的試驗工藝進行比較傳統(tǒng)常規(guī)工藝與常壓空氣等離子體的練漂效果，對比結(jié)果見表2。

表2 傳統(tǒng)常規(guī)工藝與常壓空氣等離子體的練漂效果對比

3.2 棉織物表面變化的微觀形態(tài)

利用掃描電鏡觀察傳統(tǒng)高溫練漂工藝處理的棉纖維和常壓空氣等離子體處理的棉纖維表面變化的微觀形態(tài)，如圖1(a)、圖1(b)所示。

圖1為掃描電鏡下拍攝到的棉織物表面變化的微觀形態(tài)。由圖1的纖維對比表觀可知，等離子體本身能清除部分雜質(zhì)，這是由于棉纖維表面的顆粒狀物質(zhì)(伴生物、果膠、蠟質(zhì)等)在高能子轟擊下部分脫離表面，引起失重；經(jīng)等離子體處理后，纖維表面伴生物有被擊碎現(xiàn)象，纖維表面出現(xiàn)凹坑和裂痕，織物表面被刻蝕，同時，等離子體處理使顆粒狀雜質(zhì)在水中的溶解度增加，這可能是由于等離子體的氧化降解、刻蝕作用使其變成相對較小的物質(zhì)，在水中變得較易溶脹、溶解[2-3]。

圖1 不同工藝處理的SEM照片

4 結(jié)語

棉針織物常壓空氣等離子體前處理工藝減少了化學(xué)助劑的用量，具有減少污染，綠色環(huán)保等優(yōu)點，并且其與傳統(tǒng)常規(guī)前處理工藝相比在白度、毛效及頂破強力及其后序染色性能方面達到了同樣的效果，是一種有效的處理方法。

[1] 陳杰瑢.等離子清潔技術(shù)在紡織印染中的應(yīng)用[M].北京：中國紡織出版社，2005.

[2] 陳杰瑢，王雪燕，李尊朝，等.低溫等離子體對纖維的表面改性[J].紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報，1996，9(4)：307—309.

[3] 李耀華.空氣低溫等離子體對棉纖維的表面改性作用[J].實用技術(shù)，2003，(7)：46—47.

Pretreatment of Cotton Knitted Fabric Based on Ordinary Pressure Air Plasma

YangJiekun

(Guangzhou Fiber Product Testing and Research Institute, Guangzhou 511447, China)

This paper used ordinary pressure air plasma to pretreat cotton knitted fabric, and compared with traditional scouring and bleaching technology. The results show that whiteness, capillary effect, strength and dyeing effect of cotton knitted fabric which pretreated by ordinary pressure air plasma can meet the needs of the post processing. Dyeing effect of this method is ideal, and it has characteristics of energy conservation and environmental protection.

cotton knitted fabric; ordinary pressure air plasma; pretreat

2017-04-20

楊杰坤(1991—)，男，廣東廣州人，助理工程師。

TS101.3+2

A

1009-3028(2017)03-0014-02