常压介质阻挡放电(DBD)等离子体处理是一种完全干态的加工技术,其设备简单、无需抽真空系统,具有节能减排、较低的宏观温度等突出优点,在功能材料的合成及改性方面具有十分重要的意义。常规的有机硅整理不能赋予织物超疏水性能,本文在常压条件下,以空气和少量氩气为工作气体,八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,利用DBD等离子体在涤纶上成功地聚合了含硅高分子薄膜,赋予涤纶织物优良、耐久的超疏水性能,并利用先进的等离子发射光谱监测(OES)系统对单体的聚合过程进行了在线诊断。本文以常压等离子体为重点,开展了以下研究:(1)通过单因素法分析了各反应条件(包括单体用量、等离子体板间距、氩气流量、放电电压、处理时间)对涤纶聚合增重率的影响。结果表明:有效控制放电电压可获得稳定、均匀的辉光等离子体;单体用量的提高可相应增加涤纶的增重率;保持单体用量为80%(owf)的基础上,等离子体板间距2-3mm,氩气流量1.5-2.OL/min,放电电压98-103V,处理时间100-150s可使改性涤纶得到较高的增重率。(2)利用OES在线诊断系统检测了聚合反应过程中等离子体的发射光谱。结果表明O、N等离子体对体系中光强影响较显著,O、N光谱强度与处理条件的关系呈规律性变化,进一步佐证了等离子体各个因素对D4聚合反应的影响。(3)考察改性涤纶的增重率对其疏水效果的影响。织物对水的接触角测试结果显示:在一定范围内涤纶对水的接触角随增重率的提高呈现明显增大的趋势,当增重率达到某一临界值(约18%)时,改性织物对水的接触角可达150°以上,织物具备超疏水性能,拒水等级达到最高标准;而继续增加涤纶的增重率对其疏水效果影响不大。(4)对改性涤纶织物进行了各项服用性能及热稳定性测试。结果表明,随涤纶增重率的增大,改性涤纶的柔软性有一定的提高;涤纶织物经D4等离子体聚合改性后,其白度及断裂强度、断裂延伸度变化不大,透气性略有降低,但降低程度仍在可接受范围内;经多次水洗后,改性涤纶仍保持其较好的超疏水性能。热重分析结果表明改性涤纶具有较好的热稳定性。(5)采用场发射扫描电镜观测涤纶纤维的形貌,结果显示包覆于涤纶纤维表明的聚合薄膜具有连续、均匀、致密等特点;利用红外吸收光谱仪分析改性前后涤纶的结构,谱图说明含硅聚合物沉积于织物上;运用EDS、XPS对改性前后涤纶表面的各元素及其含量进行测试,结果表明,改性涤纶表面引入较多的Si。等离子体体系中的高能电子轰击D4分子使其开环,主要表现在Si-O键的断裂,使D4分解成带有活性自由基的小分子碎片,这些小碎片之间发生聚合反应并最终沉积于织物上。