【集萃网观察】常规棉织物退浆加工存在耗能、耗水、环境污染严重的问题，不符合当今环保的要求，不利于产品的可持续发展。有利于生态环境的等离子体在纺织制品的染整加工中的应用研究引起人们极大关注。有研究表明，等离子体处理可以改善纤维制品的润湿性、易去污、印花性、染色性等。作者曾应用常压等离子体研究了在退除棉和粘胶织物上的PVA 浆的情况。

    1 实验部分

    1.1 材料及试剂

    纯棉漂白布，宽114.3cm，经纬密度33/30 根/ 厘米， 美国Test Fabrics 公司。

    PVA （水解率98-99%, MW =85,000-146000）和 H2O2（有效成份35%），

    1.2 仪器及设备

    常压等离子体处理器(North Carolina State University 原子核物理系试制)[10]；Perkin ElmerPHI 5400 XPS 测试系统；Sintech 通用强力测试仪；Hitachi S-3200N 型扫描电子显微镜；Nicolet NEXUS 470 型红外光谱仪。

    1.3 实验方法

    1.3.1 织物上浆处理

    棉布→两浸（含9％PVA 浆浴）两轧（带液率100±5％）→100～105℃烘干，平衡24h 后，测得上浆率为8.9％→剪成21.6×27.9cm 大小的试样备用。

    1.3.2 PVA 簿膜的制备

    称取0.2gPVA，放入直径为6cm 的铝箔容器中，然后再加入10ml去离子水。将铝箔加热到100℃让PVA 完全溶解，再将铝箔放入75℃的烘箱中4h。取出铝箔，剥离PVA 薄膜。

    1.3.3 常压等离子体处理

    将试样（大小为21.6×27.9cm 上浆的织物或直径为6cm 的PVA薄膜圆片）置于稳定后的常压等离子体处理器样品框内，通入氦气，氧气（视需要），处理不同的时间（详见结果与讨论）。调节处理器频率5.0 kHz，电极间的电压为7.8kv。处理前后样品平衡24h，称量（精确至0.0001g）。

    1.3.4 洗涤方法[

    (1)冷水洗涤：样品用去离子水，浴比20:1，振荡15min。然后，再用去离子水（浴比5:1）室温清洗二次。

    (2)热水洗涤除了水温75℃ 以外，其他与冷水洗涤相同。

    1.3.5 退浆方法

    (1)上浆织物试样→常压等离子体处理→冷水洗涤→热水洗涤→100～105℃ 烘干，平衡24h→称量。

    (2)上浆织物试样→两浸（含6g/l，30% H2O2 和3g/l，NB-S 分散剂）两轧（轧液率100±5％）→100～105℃ 汽蒸20min→冷水洗涤二次→热水洗涤二次，100～105℃ 烘干，平衡24h，称量。

    1.4 性能测试方法

    1.4.1退浆率(PDR，Percent desizing ration) 100%

    式中： W 1为等离子体处理前织物试样重量， W h为等离子体处理或H2O2 退浆处理后的试样的重量。样品处理后称量前均平衡24 小时。

    1.4.2 PVA 溶解率（dissolving rate） 100%

    式中，W2 指等离子体处理后样品的重量，Wc 指等离子体处理PVA 薄膜（剪成3×3mm 大小）在室温水中溶解15min 后的重量。样品处理后称量前均平衡24 小时。

    1.4.3 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)测试

    能谱数据在Perkin Elmer PHI 5400 光电子能谱仪系统上采集，用Mg α k 辐射为光电子激发源(能量1253.6ev)，通能为37.75ev，样品室压力1.33×10-7～10-8Pa，样品扫描5 次。

    1.4.4 SEM（Scanning Electron Microscope）测试

    采用扫描电子显微镜Hitachi S-3200N。样品先喷金150S，厚度25nm。放大倍数700。

    1.4.5 FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)测试

    采用红外光谱仪NicoletNEXUS 470 FT-IR 系统。IR 分析前，PVA 薄膜在60℃烘72h。

    2 结果与讨论

    2.1 常压等离子体对PVA 的作用性

    为了比较分析等离子体对PVA 浆料的作用情况，将H2O2 退浆（包括2 次冷水和热水洗涤）和经O2/air/helium 常压等离子体处理不同时间的退浆率列于图1 中。

   由图1 可见，不管处理时间长短，O2/air/helium 常压等离子体处理后，PVA 退浆率都有明显提高。O2/air/helium 常压等离子体处理8min，再经一次冷水洗涤，退浆效果就相当于H2O2 退浆处理（含2 次冷水和2 次热水洗涤）。从退浆率情况看，O2/air/helium 常压等离子体处理8min 再经一次冷水洗涤，就能满足后续加工要求。与常用退浆工艺相比，常压等离子体处理可以达到节水、节能和少污染的效果。常压等离子体能够诱发PVA 浆料的氧化、降解，并提高其在水中的溶解度。为了探讨常压等离子体对PVA 浆料的氧化、降解和刻蚀作用，特拍摄了扫描电镜照片(SEM)，以观察棉纤维表面性状的变化，见图2。

    图2 可见，O2/air/helium 常压等离子体处理5min 再经一次冷水洗涤的纤维表面几乎与未上浆的纤维一样光滑、干净（图2a 和2c）；上浆棉布只经2 次冷水和2 次热水洗涤后，有明显的PVA 浆料颗粒残留（图2d）。研究中还发现，常压等离子体处理对棉纤维和棉织物的强力没有影响。

    来源: 印染在线

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