论文部分内容阅读
等离子体表面改性技术有许多优异的性能,具有广泛的工业应用前景。本论文对各种表面改性方法的优缺点进行了较详细的论述,同时使用微波电子回旋共振等离子体反应离子刻蚀(ECR-RIE)装置对牦牛毛纤维的表面改性进行了比较细致的研究:(1)详细研究了改变等离子体参数对牦牛毛纤维改性效果的影响,并对等离子体作用机理进行了探讨;(2)研究了改变等离子体成分,即等离子体的气氛对改性效果的影响。研究结果表明:空气等离子体的刻蚀效果较好,而氧气等离子体的氧化作用较好。
通过ECR微波等离子体处理牦牛毛纤维,研究了不同气氛的等离子对牦牛毛纤维表面的刻蚀效果。在相同参数的等离子体条件下,空气等离子体对于牦牛毛表面鳞片的刻蚀效果优于氧等离子体。在相同参数的等离子体条件下,随着产生等离子体的微波功率的增大,对牦牛毛纤维表面的刻蚀效果增强。由于等离子体穿透纤维表面最深不过lOμm,只是改变纤维的浅表层特性而不会改变牦牛毛纤维的本体性能。等离子体处理后牦牛毛纤维的单纤维拉伸强度只是降低了6%左右,基本保持不变。
当采用等离子体处理牦牛毛时,能够在纤维表面引入大量的亲水性基团从而改善牦牛毛纤维的亲水性能。氧气等离子体处理后,牦牛毛纤维的吸湿率提高了3个百分点;而其吸水性大大提高,保水率增加了15个百分点。空气等离子体处理后,牦牛毛纤维的吸湿率提高了2个百分点;保水率增加了12个百分点。
在酸性染料中染色时,经过等离子体处理和未处理的牦牛毛纤维的吸附等温线是重合的,并且属于Langmuir模型。等离子体对牦牛毛的作用只在改变其纤维表面的电荷组成,而不足以改变其整体的吸附性能。但是,等离子体处理能够部分去除牦牛毛纤维表面的染色壁障,提高了纤维的染色扩散系数,有利于染料分子向纤维内部的扩散。因此等离子体表面改性处理后的牦牛毛纤维的染色速率和上染率都得到提高。另外发现,等离子体表面改性还存在时效性问题,即改性后随着放置时间的延长,纤维的平衡染色上染率逐渐降低,最后能够保持原有改性水平的60%左右。