棉织物等离子体表面改性的研究

论文摘要

具有拒水、拒油、阻燃等性能的多功能棉织物可以应用在很多领域,特别是国防领域。常用的拒水、拒油和阻燃整理技术是化学后整理法。本文利用等离子体技术,赋予棉织物拒水、拒油、阻燃性能。实验在常压进行下,采用介质阻挡的放电形式实现了准辉光放电。利用氦气作为载气,以六氟丙烯、全氟辛基乙烯、全氟辛基乙烷、甲基磷酸二甲酯为单体,对棉织物进行等离子体处理。利用接触角、水的润湿时间和拒油等级表征了织物的拒水、拒油性能；利用用极限氧指数、热失重等分析等离子体处理后织物的阻燃性能。结果发现经等离子体织物的拒水、拒油和阻燃性能都得到明显改善。另外实验还探究了等离子体放电时间、放电功率、处理温度和单体浓度对处理效果的影响。本文还对不同工艺条件对织物的耐洗性的影响进行了研究,发现功率、温度、时间、浓度的增大都有利于耐洗性能的提升。利用索氏提取器对处理后的织物进行抽提后,发现功率、温度的增大促进了了单体的接枝。另外本文采用全反射红外、X射线光电子能谱探究了拒水拒油及阻燃改性前后棉织物的化学结构的变化,分析了不同工艺条件对表面结构的影响,研究了表面结构和拒水拒油、阻燃性能之间的关系。利用扫描电子显微镜对处理前后的织物表面形态进行研究,分析了等离子体处理对织物表面形态的影响。对织物燃烧后的残炭形态也进行了电镜观测,结合极限氧指数和TG的变化情况提出了阻燃机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 织物拒水、拒油整理机理与技术
• 1.2.1 织物拒水、拒油机理
• 1.2.2 拒水、拒油整理技术
• 1.3 织物阻燃机理与技术
• 1.3.1 织物阻燃机理
• 1.3.2 织物阻燃技术
• 1.4 等离子体技术及应用
• 1.4.1 等离子体分类
• 1.4.2 等离子体放电形式
• 1.4.3 等离子体表表面改性应用
• 1.5 等离子体技术进行织物拒水、拒油及阻燃改性的研究进展
• 1.6 本课题的研究内容与研究目的
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 织物预处理
• 2.2.2 拒水改性处理流程
• 2.2.3 拒油及阻燃改性流程
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 接触角
• 2.3.2 润湿时间
• 2.3.3 拒油等级测试
• 2.3.4 耐洗性
• 2.3.5 全反射红外分析
• 2.3.6 扫描电子显微镜
• 2.3.7 XPS
• 2.3.8 极限氧指数（LOI）
• 2.3.9 热重分析（TG）
• 2.3.10 织物后处理
• 第三章 棉织物的等离子体拒水改性
• 3.1 引言
• 3.2 处理工艺对拒水性能的影响
• 3.2.1 放电时间的影响
• 3.2.2 放电功率对拒水效果的影响
• 3.2.3 C3F6浓度对拒水效果的影响
• 3.2.4 温度对拒水效果的影响
• 3.3 织物的耐洗性
• 3.4 ATR—IR分析
• 3.5 织物的SEM分析
• 3.6 XPS分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 棉织物的等离子体拒油改性
• 4.1 引言
• 4.2 工艺参数对拒水、拒油性能的影响
• 4.2.1 放电时间的影响
• 4.2.2 放电功率的影响
• 4.2.3 浓度的影响
• 4.2.4 温度的影响
• 4.3 工艺参数对接枝程度的影响
• 4.3.1 放电时间对接枝程度的影响
• 4.3.2 放电功率对接枝程度的影响
• 4.3.3 浓度对接枝程度的影响
• 4.3.4 温度对接枝程度的影响
• 4.4 耐洗性的研究
• 4.4.1 放电时间的影响
• 4.4.2 放电功率的影响
• 4.4.3 浓度的影响
• 4.4.4 温度的影响
• 4.5 ATR—IR分析
• 4.6 XPS分析
• 4.6.1 放电时间对沉积层结构的影响
• 4.6.2 放电功率对沉积层结构的影响
• 4.6.3 浓度对沉积层结构的影响
• 4.6.4 温度对沉积层结构的影响
• 4.7 SEM分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 棉织物等离子体阻燃改性探索
• 5.1 引言
• 5.2 工艺参数对织物阻燃性能的影响
• 5.2.1 放电时间的影响
• 5.2.2 放电功率的影响
• 5.2.3 浓度的影响
• 5.2.4 温度的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附录