高效清洁的表面物理改性方法

    主持人：利用电晕放电技术如何实现涤纶纤维的表面快速处理的？

    徐卫林：电晕放电等离子体与涤纶纤维材料的反应可以概括为三个步骤：

    第一步，空气中的少数离子或自由电子在高压电场中被加速而获得较高的能量，在运动时撞击空间中的其他分子，能量足够大的可使碰撞后的分子电离成新的自由离子、电子、自由基等粒子，其中荷电粒子又被继续加速，再碰撞其他分子。其他分子可以是电场中的气体分子，又可以是涤纶纤维材料表面的大分子键。被撞击的分子接受部分能量，成为激发态分子而具有活性。

    第二步，激发态分子不稳定，分解成自由基或解离成离子消耗吸收的能量或保留其能量停留于亚稳态。

    第三步，自由基或离子在涤纶纤维材料表面反应，有可能形成几种情况：形成致密的交联层；等离子体与存在的气体或单体发生聚合反应，沉积在聚合物表面形成具有可设计性的涂层；表面自由基或离子反应和被刻蚀物质表面形成化学反应并形成挥发性反应生成物，反应生成物脱离被刻蚀物质表面。

    总之，电晕放电对涤纶的穿透能力弱，仅作用于材料表面十几至几十埃的浅层，对材料的本体性能影响小，是一种高效清洁的材料表面物理改性方法，电晕处理的材料被称为绿色材料。同时，电晕放电产生的高能活性粒子能诱发材料表面分子链的断裂、降解和氧化，使纤维表面发生刻蚀反应，增加表面粗糙度，并且电晕放电过程中产生的臭氧是一种强氧化剂，能使材料表面部分分子发生氧化，引入亲水基团。这些基团的引入对提高涤纶表面的亲水性能具有极大的帮助，随着电晕电压和电晕时间的增加，纤维表面被刻蚀严重，接入的亲水基团越多。当电压增加到一定程度时，电晕放电还有显著的烧毛作用。