低压等离子体诱导接枝聚合制备超疏水棉织物的研究

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棉织物因柔软、舒适和生物可降解性等优异的特点而广泛应用在服装面料中。然而，由于棉纺织品缺少一定的疏水性和自清洁能力，使用过程中易被液体浸湿和沾污，后期护理过程需要耗费大量水洗涤。因此，为了使棉纺织品能够广泛的应用在服装面料中，对棉织物进行表面疏水改性显得很有必要。目前，有很多传统的方法用来制备疏水性棉织物，比如常见的溶胶―凝胶法，化学气相沉积法和层层自组装技术。伴随着当前印染企业节约水资源和减少能源消耗的要求，一些制备疏水性棉织物的新型技术和方法应运而生。其中，等离子体诱导接枝聚合法是一种环境友好的、有效率的干式加工技术，备受研究者关注。
　　本文以棉织物为基质，利用低压射频辉光等离子体诱导接枝聚合不饱和环状硅系单体和直链酯系单体至棉织物上，成功的制备了具有超疏水表面的纺织品。主要研究内容为：
　　（1）采用一种简易、高效的方法在棉织物基质上构造了无氟超疏水薄膜。在压强为10 Pa条件下，采用空气等离子对预浸渍四甲基四乙烯环四硅氧烷（D4Vi）的棉织物进行辉光放电处理，成功制备了具有超疏水表面的棉织物。通过场发射扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、元素能谱仪、热重分析和接触角测试等手段对改性前后棉织物的表面形态、元素组成及疏水性能进行了表征，并探究了等离子体对 D4Vi的聚合机理。实验结果表明：改性后的棉纤维表面被聚合物薄膜所包覆，空气等离子的处理时间为5 min、功率为100 W，棉织物与水的接触角可达150°。D4Vi分子在空气等离子体的高能电子的轰击作用下，主要发生断键和聚合反应，生成高分子聚合物，并最终沉积在棉织物上。
　　（2）采用浸轧不饱和单体D4Vi，利用氦等离子体一步接枝共聚法成功的在棉织物表面构建出超疏水聚合薄膜结构。结果显示：氦等离子处理条件控制压强为20 Pa、处理功率80 W、处理时间2 min时，可获得较好的接枝率值为4.52％，织物水接触角可达150°；较高的接枝率有较好的耐水洗牢度，同时以氦气为等离子体气氛减少了气体对沉积的高分子聚合物的刻蚀作用。
　　（3）采用氦等离子一步法对预浸渍甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）的棉织物进行辉光放电处理，得到了具有疏水性能的棉织物。氦等离子处理条件控制压强为40 Pa、处理功率100 W、处理时间180 s，SMA浓度为20%时，棉织物与水的接触角可水达149°。SMA分子在氦气等离子体的高能电子的轰击作用下，主要发生 C=C的聚合反应，形成的高聚物包覆在纤维表面，但等离子体改性后的棉织物手感和断裂强力稍微下降。

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作者
张严;
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作者单位

浙江理工大学;

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授予单位浙江理工大学;
学科纺织化学与染整工程
授予学位硕士
导师姓名邵建中,李永强;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类棉纺织物;
关键词
超疏水棉织物; 等离子体; 接枝聚合法; 改性处理; 薄膜结构;

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