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《东华大学》 2008年
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射频常压介质阻挡辉光放电等离子体表面改性PET纤维的研究

过凯  
【摘要】: 化纤纺织品的表面改性是一项具有理论意义和实用价值的课题。等离子体处理是一种清洁的干式改性工艺,具有极大的市场潜力和发展前景。但电晕放电和介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge)在改性纺织品的时候容易造成损伤,而常用的低压辉光放电等离子体改性技术由于需要真空设备而很难获得推广。为了使化纤等离子体改性技术实现工业化,近年来,常压辉光放电等离子体(Atmospheric PressureGlow Discharge Plasma)及其对纺织品的改性技术成为了研究的热点。 本文自行研制了射频常压介质阻挡辉光放电装置,并使用氩气作为放电气体,成功实现在常压稳定等离子体放电。 其次对装置的放电特性进行了分析,从放电的现象看,随着放电功率的提高,放电颜色由开始的暗紫色过渡到亮白色;从电流-电压波形曲线图发现所有的放电电流和电压曲线都是正弦曲线,放电的周期达到上百个纳秒;从电流—电压曲线分析,电流随着电压的增长而增长,并没有发现任何的突变现象;从电压—电流相位角来看,随着电流的增大,相位角基本保持不变,整个电路表现出容性放电性质,但是电阻性成分已经很强,属于反常辉光放电区域。 接着我们用该装置对涤纶(PET)进行连续处理改性,分别使用不同浓度的柠檬酸和丙烯酸溶液进行接枝处理研究,处理前后纤维的接触角测试结果表明:无论是简单的等离子体表面处理,还是柠檬酸和丙烯酸的接枝,都使得处理过后的纤维接触角下降,亲水性得到提高;亲水性大体上随着接枝溶液的浓度增加而增加,相比较而言,丙烯酸接枝对纤维亲水性的提高效果最好,经过等离子体预处理的效果要比未预处理的效果要好。 对样品的接枝效果进行红外光谱表征,发现无论是经过丙烯酸接枝处理,还是柠檬酸接枝处理,处理前后纤维的红外吸收光谱图都没有明显的区别,说明接枝前后纤维的主体性质没变,但是,二者在3100cm~(-1)处都出现了羟基的特征吸收峰,说明柠檬酸和丙烯酸都已经接枝上了PET纤维表面。从3lOOcm~(-1)峰的面积上看,两种溶液处理过后的面积都不大,接枝上的数量都不多,二者比较,丙烯酸的面积更大。 扫描电镜照片的结果表明各种处理条件下的纤维表面形貌发生了变化,经过等离子体处理后的纤维表面变的凹凸不平,接枝后纤维表面的变化更明显,其中变化最大的是经过丙烯酸接枝过的纤维表面,从图中明显能看到纤维表面包覆了一层薄膜,这也是丙烯酸接枝上PET纤维表面的最好证明。相比之下,柠檬酸接枝前后,纤维表面没有明显变化。 从总体上看,该装置能够很好的对PET纤维进行表面改性,经过表面接枝处理过后的PET纤维亲水性显著增强,整个过程工艺简单,对设备要求不高,具有连续化处理能力,不失为一种好的纤维连续表面改性方法。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ342

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【引证文献】
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