大气压下OH自由基的光谱诊断及丙纶织物的亲水性处理

【摘要】： 本文在大气压下利用发射光谱技术对正脉冲流光放电等离子体中OH自由基和N_2~+离子进行了诊断研究，并研究了大气压下辉光放电和介质阻挡放电对丙纶无纺布亲水性的改善，取得了如下主要成果： 1．克服强电磁干扰，利用发射光谱技术在大气压下测量了氮气含水蒸气体系针-板式正脉冲电晕放电产生的OH(A~2Σ→X~2Π0-0)和N_2~+(B~2Σ_u~+→X~2Σ_g~+0-0)的发射光谱强度和N_2(C)振动温度的空间分布。OH(A~2∑→X~2Π0-0)和N_2~+(B~2Σ_u~+→X~2Σ_g~+0-0)的发射光谱强度随脉冲峰值电压和脉冲重复频率的增加而增强，随添加O_2流量的增加而减弱。OH(A~2Σ→X~2Π0-0)的发射光谱强度在针-板电极之间0-6mm处沿针-板方向随着距离针电极空间距离的增加而减弱，在距离针电极6-11mm处逐渐增强。N_2~+(B~2∑_u~+→X~2Σ_g~+0-0)的发射光谱强度在针-板方向上距离针电极0-6mm内基本不变，在距离针电极6-11mm处陡然增强，并在距离针电极11mm处强度达到最大。N_2(C)的振动温度在针-板电极之间沿针-板电极方向随空间距离的增加而保持不变，在针-板电极之间N_2(C)的振动温度随脉冲峰值电压和脉冲重复频率的增加没有发生明显变化，而随着添加O_2流量的增加N_2(C)的振动温度有一定的增高。 2．在大气压下利用辉光放电和介质阻挡放电等离子体对改善丙纶无纺布的亲水性进行了研究，分别利用Air，N_2+He+CO_2气体组分的大气压介质阻挡放电(DBD)和He，N_2，N_2+CO_2气体组分的大气压辉光放电(APGD)对丙纶熔喷无纺布进行处理，利用水接触角测试仪对处理后的丙纶熔喷无纺布的亲水性进行了测量，并利用单色仪对放电处理丙纶时的发射光谱进行了测量。使用Air DBD等离子体对丙纶熔喷无纺布进行处理时，当处理时间为180s时，其水接触角由144．7°降低到115．5°；使用N_2APGD等离子体对其处理时，当处理时间为90s时，其水接触角由144．7°降低到89°；使用N_2+CO_2+He DBD等离子体对其处理，当处理时间为600s时，其水接触角仅由144．7°降低到124．15°；使用N_2+CO_2APGD等离子体对其处理，当处理时间为180s时，其水接触角由144．7°降低到85．38°；使用He APGD等离子体对其处理，当处理时间为180s时，其水接触角由144．7°降低到121．6°。从对分别用N_2和N_2+CO_2气体组分的APGD处理丙纶的发射光谱测量结果可以看出，加入丙纶时比不加入时的OH(A~2∑→X~2Π，0-0)发射光谱强度强，且在N_2APGD中测到了很强的0~+(2s~22p~2(~3P)3p→2s~22p~2(~3P)3d)和0~+(2s~22p~3→2s~22p~2(~3P)6s)谱线。