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[摘要] 涤纶纤维经等离子体表面处理后，在维持了自身优势的同时也改善了部分不足的性能。经试验后所得数据表明，改善的性能几乎不呈现单调变化，但总体来说有所降低。
[关键词] 涤纶纤维 等离子体表面处理 时效性
1.引言
“高性能纤维是指与传统的棉、毛、丝、麻等天然纤维及涤纶、锦纶、丙纶、腈纶等合成纤维相比，具有高弹性系数、高强度、耐热性、耐摩擦性、耐化学药品性、电绝缘性的新型化学纤维，并对外部的作用不易产生反应，”[1]“高性能纤维主要包括芳纶纤维、高强聚乙烯（UHMWPE）纤维、聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维和碳纤维等。”[2]那么在高性能纤维快速发展的今天，人们自然对其的要求日益提高，这就需要等离子体表面处理技术对高性能纤维的部分薄弱性能进行改善。
2.等离子体处理技术及应用
当今社会，等离子体处理技术在各个各领域的作用越发明显，成果也越发丰硕。等离子体是一种处于高度激发状态的不稳定气体，这种气体由离子、电子、自由基、激发分子组成电中性状态， 被称之为与固体、液体、气体并列的“第四状态”。 [3] 空气中的少量自由电子从电场获得能量后，跟气体中的原子和分子碰撞，产生激发和电离现象，由此产生的激发分子、原子、离子以及自由基都是极不稳定的，具有较高的化学反应性，很容易产生在一般条件下无法发生的各种反应. [4]
3.实验原理与方法
3.1实验原理与涤纶
经等离子体表面处理的高性能纤维，其改善后的优良性能又能保持多久，这一直是一个急需要研究的部分。在诸多通过等离子体处理技术改善性能的高性能中，我们选择了高强度涤纶进行了分析研究。我们知道涤纶具有高强度，耐热性优良，热稳定性较好，耐光性优良等良好性能，但其具有吸湿性较差，染色性不高等缺陷。另外，涤纶也是服装行业应用较广泛的一种纤维材料，研究价值相对较高。
3.2实验方法
首先，我们先对涤纶布料进行等离子体处理。根据等离子处理机的功能，在处理时我们可以考虑三个处理因素，即时间、基板间距、处理介质。通过讨论和查询资料，我们制定了较为合适的因素水平。时间为2min，5min，10min；间距为4.5mm，8mm，10mm；处理介质为大气，氧气和氮气。这样一共能组合出9组处理条件。
3.3实验方案
由于时效性的研究不能直观的得出结论，所以我们需要通一些测试指标的变化来进行分析。我们需要对时效性分析，所以所选择的测试性能的指标必须是经过等离子体处理后有明显改善的性能指标。最终，我们选择了导电性、透湿性、透气性、摩擦性和润湿性五项指标进行测量。
3.4实验器材与标准
其中，导电性为GB/T 12703-1991，使用纺织静电测试法，实验仪器为静电测试仪。摩擦性为FZ/T01054.2-1999，使用表面摩擦性试验方法，实验仪器为圆盘式织物平磨仪。透气性为GB/T 5453-1997，使用织物透气性的测度法，实验仪器为YG461H型全自动透气量仪。吸湿性为GB/T9995-1997，使用纺织材料含水率和回潮率的测定法。实验仪器为八蓝烘箱和电子天平。润湿性为FZ/T01071-1999，使用纺织品毛细效应试验方法，试验仪器为YG871型毛细管效应测定仪。
测试共分为四次完成，分别是当天、2周后、4周后、9周后各将上述的5项指标测量一次，记录数据通过测试指标的变化情况进行时效性的分析。
4.实验数据分析
4.1极差方差分析
如何选择最优处理工艺，下面进行极差和方差分析。
等离子体表面处理当天极差分析：
导电性的极差RC＞RB＞RA，所以因素影响主次程度为C，B，A，而均值IIA、IB、IIIC最大，因此，在不考虑显著性差异的情况下，较佳工艺可选择A2B1C3。同理，透气性的因素影响主次程度为B，C，A，较佳工艺A2B3C2；吸湿性的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B1C1；摩擦性的因素影响主次程度为C，A、B，较佳工艺A2B1C1；经向上升2cm时间/s的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B3C3；纬向上升2cm时间/s的因素影响主次程度为B，C、A，较佳工艺A1B3C3；经向30min上升高度/cm的因素影响主次程度为C，A、B，较佳工艺A3B3C1；纬向30min上升高度/cm的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B3C1。
以此方法，依次对处理两周后，四周后，九周进行极差分析。
等离子体表面处理九周后方差分析：
通过方差分析可知，4周后导电性的FA、FB、FC比大于9，所以在90%的置信度上，处理介质，处理时间及极板间距对织物导电性有显著性影响；而其他F比都小于9，所以在90%的置信度上，处理介质、处理时间和极板间距对其余指标数均无显著性影响。有显著性影响的较优工艺为：A1B1C2。综合考虑，可选择A1B1C2作为等离子体处理工艺方案，即处理介质为氮气，处理时间2min和极板间距4.5mm。
4.2涤纶性能变化分析
进过对此组实验数据的研究中，我们得出了对涤纶进行等离子体处理后9周内它的五项指标的变化情况。涤纶在处理时间5min，间距10mm，介质为空气的等离子体处理条件下：
导电性随时间增长而增加，并在两周时达到最大值，之后便急剧下降至小于处理当天，但在四周后有小幅度提升，但最终小于处理当天。
透气性在处理完前两周有较大幅度的减弱，两周后便以平缓速度逐渐减弱。
吸湿性在前两周急剧上升，第二周到第四周中又急劇下降，在四周到九周中以更快的速率上升，最终达至远远高于初始润湿性的程度。
摩擦性在前两周中摩擦性大幅度下降，第二周至第四周中又以较大速度上升，第四周到第九周则较为平缓的上升。
润湿性在前两周平缓下降，第二周到第四周反上升，第四周到第九周又下降。
5.实验结论
综上所述，经等离子体表面处理后，摩擦性和导电性改善后的效果维持时间较长，而改善后的吸湿性在几周内的效果不太稳定起伏变化较大，改善后的透气性和润湿性则在几周之内有明显下滑的趋势。
参考文献:
[1]袭愉发《主要高性能纤维的特性和应用》.
[2]王成群，王琛，贺云云《低温等离子体技术及其对纤维表面改性的研究进展》.
[3]张凤涛， 唐淑娟， 韩连顺， 陆海明《低温等离子体技术在纺织品功能整理中的应用》.
[4]王飞，黄英，张银玲，翟青霞《高性能纤维表面改性研究进展》.
作者简介：
商颖：（1990.10—），女，云南昆明人，本科，现就读于上海工程技术大学，研究方向：纺织工程。
黄时建：（1956.7—），男，浙江象山人，高级实验师，现任教于上海工程技术大学，研究方向：纺织工程，本文指导教师。
[关键词] 涤纶纤维 等离子体表面处理 时效性
1.引言
“高性能纤维是指与传统的棉、毛、丝、麻等天然纤维及涤纶、锦纶、丙纶、腈纶等合成纤维相比，具有高弹性系数、高强度、耐热性、耐摩擦性、耐化学药品性、电绝缘性的新型化学纤维，并对外部的作用不易产生反应，”[1]“高性能纤维主要包括芳纶纤维、高强聚乙烯（UHMWPE）纤维、聚对苯撑苯并双噁唑（PBO）纤维和碳纤维等。”[2]那么在高性能纤维快速发展的今天，人们自然对其的要求日益提高，这就需要等离子体表面处理技术对高性能纤维的部分薄弱性能进行改善。
2.等离子体处理技术及应用
当今社会，等离子体处理技术在各个各领域的作用越发明显，成果也越发丰硕。等离子体是一种处于高度激发状态的不稳定气体，这种气体由离子、电子、自由基、激发分子组成电中性状态， 被称之为与固体、液体、气体并列的“第四状态”。 [3] 空气中的少量自由电子从电场获得能量后，跟气体中的原子和分子碰撞，产生激发和电离现象，由此产生的激发分子、原子、离子以及自由基都是极不稳定的，具有较高的化学反应性，很容易产生在一般条件下无法发生的各种反应. [4]
3.实验原理与方法
3.1实验原理与涤纶
经等离子体表面处理的高性能纤维，其改善后的优良性能又能保持多久，这一直是一个急需要研究的部分。在诸多通过等离子体处理技术改善性能的高性能中，我们选择了高强度涤纶进行了分析研究。我们知道涤纶具有高强度，耐热性优良，热稳定性较好，耐光性优良等良好性能，但其具有吸湿性较差，染色性不高等缺陷。另外，涤纶也是服装行业应用较广泛的一种纤维材料，研究价值相对较高。
3.2实验方法
首先，我们先对涤纶布料进行等离子体处理。根据等离子处理机的功能，在处理时我们可以考虑三个处理因素，即时间、基板间距、处理介质。通过讨论和查询资料，我们制定了较为合适的因素水平。时间为2min，5min，10min；间距为4.5mm，8mm，10mm；处理介质为大气，氧气和氮气。这样一共能组合出9组处理条件。
3.3实验方案
由于时效性的研究不能直观的得出结论，所以我们需要通一些测试指标的变化来进行分析。我们需要对时效性分析，所以所选择的测试性能的指标必须是经过等离子体处理后有明显改善的性能指标。最终，我们选择了导电性、透湿性、透气性、摩擦性和润湿性五项指标进行测量。
3.4实验器材与标准
其中，导电性为GB/T 12703-1991，使用纺织静电测试法，实验仪器为静电测试仪。摩擦性为FZ/T01054.2-1999，使用表面摩擦性试验方法，实验仪器为圆盘式织物平磨仪。透气性为GB/T 5453-1997，使用织物透气性的测度法，实验仪器为YG461H型全自动透气量仪。吸湿性为GB/T9995-1997，使用纺织材料含水率和回潮率的测定法。实验仪器为八蓝烘箱和电子天平。润湿性为FZ/T01071-1999，使用纺织品毛细效应试验方法，试验仪器为YG871型毛细管效应测定仪。
测试共分为四次完成，分别是当天、2周后、4周后、9周后各将上述的5项指标测量一次，记录数据通过测试指标的变化情况进行时效性的分析。
4.实验数据分析
4.1极差方差分析
如何选择最优处理工艺，下面进行极差和方差分析。
等离子体表面处理当天极差分析：
导电性的极差RC＞RB＞RA，所以因素影响主次程度为C，B，A，而均值IIA、IB、IIIC最大，因此，在不考虑显著性差异的情况下，较佳工艺可选择A2B1C3。同理，透气性的因素影响主次程度为B，C，A，较佳工艺A2B3C2；吸湿性的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B1C1；摩擦性的因素影响主次程度为C，A、B，较佳工艺A2B1C1；经向上升2cm时间/s的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B3C3；纬向上升2cm时间/s的因素影响主次程度为B，C、A，较佳工艺A1B3C3；经向30min上升高度/cm的因素影响主次程度为C，A、B，较佳工艺A3B3C1；纬向30min上升高度/cm的因素影响主次程度为C，B，A，较佳工艺A1B3C1。
以此方法，依次对处理两周后，四周后，九周进行极差分析。
等离子体表面处理九周后方差分析：
通过方差分析可知，4周后导电性的FA、FB、FC比大于9，所以在90%的置信度上，处理介质，处理时间及极板间距对织物导电性有显著性影响；而其他F比都小于9，所以在90%的置信度上，处理介质、处理时间和极板间距对其余指标数均无显著性影响。有显著性影响的较优工艺为：A1B1C2。综合考虑，可选择A1B1C2作为等离子体处理工艺方案，即处理介质为氮气，处理时间2min和极板间距4.5mm。
4.2涤纶性能变化分析
进过对此组实验数据的研究中，我们得出了对涤纶进行等离子体处理后9周内它的五项指标的变化情况。涤纶在处理时间5min，间距10mm，介质为空气的等离子体处理条件下：
导电性随时间增长而增加，并在两周时达到最大值，之后便急剧下降至小于处理当天，但在四周后有小幅度提升，但最终小于处理当天。
透气性在处理完前两周有较大幅度的减弱，两周后便以平缓速度逐渐减弱。
吸湿性在前两周急剧上升，第二周到第四周中又急劇下降，在四周到九周中以更快的速率上升，最终达至远远高于初始润湿性的程度。
摩擦性在前两周中摩擦性大幅度下降，第二周至第四周中又以较大速度上升，第四周到第九周则较为平缓的上升。
润湿性在前两周平缓下降，第二周到第四周反上升，第四周到第九周又下降。
5.实验结论
综上所述，经等离子体表面处理后，摩擦性和导电性改善后的效果维持时间较长，而改善后的吸湿性在几周内的效果不太稳定起伏变化较大，改善后的透气性和润湿性则在几周之内有明显下滑的趋势。
参考文献:
[1]袭愉发《主要高性能纤维的特性和应用》.
[2]王成群，王琛，贺云云《低温等离子体技术及其对纤维表面改性的研究进展》.
[3]张凤涛， 唐淑娟， 韩连顺， 陆海明《低温等离子体技术在纺织品功能整理中的应用》.
[4]王飞，黄英，张银玲，翟青霞《高性能纤维表面改性研究进展》.
作者简介：
商颖：（1990.10—），女，云南昆明人，本科，现就读于上海工程技术大学，研究方向：纺织工程。
黄时建：（1956.7—），男，浙江象山人，高级实验师，现任教于上海工程技术大学，研究方向：纺织工程，本文指导教师。