基于常压空气等离子体的棉针织物前处理工艺

杨杰坤

(广州纤维产品检测研究院，广东 广州 511447)



基于常压空气等离子体的棉针织物前处理工艺

杨杰坤

(广州纤维产品检测研究院，广东 广州 511447)

文章采用常压空气等离子体对棉针织物进行前处理，并与棉针织物传统常规练漂工艺进行比较，试验发现通过常压空气等离子体前处理的棉针织物的白度、毛细效应、强力和染色效果可以满足后序加工的需求，效果理想，且节能、环保。

棉针织物；常压空气等离子体；前处理

1 引言

等离子体技术是使物质通过吸收电能进行的气相干式化学反应，具有节水、节能、无害的绿色化学特征。利用等离子体具有的高活性，可以实现一系列化学和水洗加工法所不能实现的、新的反应过程。等离子体技术在纺织品高功能、高附加值清洁加工方面具有广阔的应用前景。近年来随着在纺织品防缩、深染、吸湿、防水、防油(污)、抗静电及改善复合材料界面等方面的等离子体改性技术的应用，以及中、小型实验研究和中试设备渐趋成熟，等离子体纺织品加工技术的研究已发展成一个极富前景的崭新领域[1]。

2 试验部分

2.1 材料和仪器

材料：18.4 tex精梳棉双面针织坯布、精练剂DM-1361、双氧水活化剂DM-1430、30%双氧水(市售，工业级)、烧碱(工业级)、纯碱、元明粉(分析纯)。

仪器：红外线小样染色机、YG026PC型电子织物强力机、毛效测试仪、Color Quest XE测试仪、CTP 1200常压介质阻挡放电等离子体装置。

2.2 练漂工艺

传统高温练漂工艺处方及试验条件：高浓精练剂DM 0.4 g/L，双氧水稳定剂DM-1404 1.0 g/L，NaOH(固体)2.0 g/L，H2O2(30%)5.0 g/L，浴比1∶10，温度98℃，时间45 min。

常压空气等离子前处理工艺处方及条件：功率75 W，等离子体处理时间5 min，NaOH(固体)2.0 g/L，H2O2(30%)5.0 g/L，浴比1∶10，温度98℃，时间45 min。

2.3 染色工艺

工艺流程：常温加染料、元明粉、纯碱和织物，浴比为1∶10，以1.5℃/min升温至60℃处理60 min→冷水冲洗→皂洗(1.0 g/L防沾色皂洗剂DM1572)→冷水冲洗→烘干。

染色工艺处方见表1。

表1 染色工艺处方

2.4 测试方法

白度值、K/S值和ΔE值采用ColorQuest XE测试仪测定，校正模式RSIN，孔径为25.4 mm，光源CIELAB 10/D65。

毛效按FZ/T 01071—1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。

失重率测定是将处理前后的布样分别在温度25℃，相对湿度65%条件下调至恒重，然后用分析天平精确称重，并按式(1)计算失重率，每个配方平行测试5组，取平均值。

失重率=(W0-W1)/W0×100%

式(1)

式中：W0-织物初始质量(g)。 W1-织物处理后的质量(g)。

顶破强力按照GB/T 14800—1993《土工布顶破强力试验方法》测试。

3 结果与讨论

3.1 传统常规工艺与常压空气等离子体的练漂效果对比

按照文中2.2的试验工艺进行比较传统常规工艺与常压空气等离子体的练漂效果，对比结果见表2。

表2 传统常规工艺与常压空气等离子体的练漂效果对比

3.2 棉织物表面变化的微观形态

利用扫描电镜观察传统高温练漂工艺处理的棉纤维和常压空气等离子体处理的棉纤维表面变化的微观形态，如图1(a)、图1(b)所示。

图1为扫描电镜下拍摄到的棉织物表面变化的微观形态。由图1的纤维对比表观可知，等离子体本身能清除部分杂质，这是由于棉纤维表面的颗粒状物质(伴生物、果胶、蜡质等)在高能子轰击下部分脱离表面，引起失重；经等离子体处理后，纤维表面伴生物有被击碎现象，纤维表面出现凹坑和裂痕，织物表面被刻蚀，同时，等离子体处理使颗粒状杂质在水中的溶解度增加，这可能是由于等离子体的氧化降解、刻蚀作用使其变成相对较小的物质，在水中变得较易溶胀、溶解[2-3]。

图1 不同工艺处理的SEM照片

4 结语

棉针织物常压空气等离子体前处理工艺减少了化学助剂的用量，具有减少污染，绿色环保等优点，并且其与传统常规前处理工艺相比在白度、毛效及顶破强力及其后序染色性能方面达到了同样的效果，是一种有效的处理方法。

[1] 陈杰瑢.等离子清洁技术在纺织印染中的应用[M].北京：中国纺织出版社，2005.

[2] 陈杰瑢，王雪燕，李尊朝，等.低温等离子体对纤维的表面改性[J].纺织高校基础科学学报，1996，9(4)：307—309.

[3] 李耀华.空气低温等离子体对棉纤维的表面改性作用[J].实用技术，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

杨杰坤(1991—)，男，广东广州人，助理工程师。

TS101.3+2

A

1009-3028(2017)03-0014-02