Модификация текстильных материалов плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления для придания гидрофильных свойств

Нанесение вспучивающегося огнезащитного состава с добавлением акриловой эмульсии выполнялось на текстильный материал после объемной обработки образцов низкотемпературной плазмой пониженного давления [129].

Плазменная обработка не увеличивает огнестойкость текстильных материалов в отсутствие огнестойких аппретов. Однако она позволяет изменить свойства поверхности материала - улучшает гидрофильные свойства текстильного материала, что приводит к более эффективному и равномерному растворопоглощению.

Ранее установлено [130, 131], что в зависимости от состава газа, давления, длительности обработки и мощности разряда, природы материала можно изменять свойства последнего. Плазменная обработка имеет важное преимущество по сравнению с другими способами улучшения свойств - она не влияет на внутреннее строение материала и не ухудшает другие ее свойства. Обработка материалов проводилась на опытно- промышленной плазменной установке, описанной в главе 2.

Технологические параметры ВЧЕ разряда пониженного давления варьировались в следующих пределах: напряжение на аноде генераторной лампы U_a от 3 до 7,5 кВ; сила тока на аноде 1_а от 0,3 до 0,7 А; продолжительность обработки т от 60 до 600 с; вид плазмообразующего газа: аргон и воздух.

Значения расхода плазмообразующего газа и давления в вакуумной камере составляли G=0,04 г/с и Р=26,6 Па соответственно, которые являются оптимальными исходя из анализа ранее проведенных исследований в области ВЧЕ плазменной обработки материалов [132].

Рис. 3.16. Зависимость показателя капиллярности ткани от силы тока на аноде (G=0,04r/c, Р=26,6 Па, U_a=4, кВ, т=180 с, хлопкополиэфирных тканей: плазмообразующий газ - воздух, для полушерстяных - аргон

Время, сек

—?—арт. С-99/2 -±-арт. 2211 БК

Рис. 3.17. Зависимость капиллярности тканей от напряжения на аноде (G=0,04r/c, Р=26,6Па, Т_а=0,5 А,т=180 с, а для хлопкополиэфирных:

Напряжение, кВт

-?—арт. С-99/2 -±-арт. 2211 БК

Рис. 3.18. Зависимость капиллярности тканей от времени обработки (G=0,04r/c, Р=26,6Па, иа=4,5кВ, 1а=0,5А, для хлопкополиэфирных тканей: плазмообразующий газ- воздух, для полушерстяных - аргон)

Испытуемые в данной работе текстильные материалы являются смесовыми, то есть содержат как натуральные волокна, так и синтетические. Такой комбинацией удается совместить преимущества тех и других материалов и компенсировать их недостатки. Так, смесовая ткань сочетает формоустойчивость полиэфира (изделие после глажения сохраняет форму) и органолептические свойства хлопкового волокна. Однако при пропитке растворами таких тканей встречается ряд трудностей. Из-за высокой химической инертности полиэфирной составляющей смесовые ткани пропитываются не так хорошо, как 100% хлопок и шерсть, и раствор на них удерживается менее прочно. Согласно экспериментальным данным, представленным в работах [133-134], эту проблему можно решить применением плазменной обработки.

Снижение времени смачивания тканей в результате плазменной обработки происходит за счет бомбардировки низкоэнергетическими ионами наружной поверхности материалов и рекомбинации заряженных частиц внутри капилляров и пор натуральной волокнистой составляющей смесовых тканей. Результаты исследования влияния плазменной обработки на смачиваемость образцов пропитанных тканей рабочим раствором приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4- Результаты смачиваемости текстильных материалов

Как видно из табл. 3.4, у образцов, обработанных в ВЧ разряде пониженного давления, водопоглощение становится практически мгновенным. Это доказывает, что низкотемпературная плазменная обработка в режиме U=3,5 кВ; 1=0,ЗА и t=180 с для хлопкополиэфирных тканей, U=2,5 кВ; 1=0,5А и t=180 с для полушерстяных тканей придает образцам гидрофильные свойства.

Таким образом, модификация плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления позволяет уменьшить время смачиваемости текстильных материалов с 1440 до 1 секунды - для хлопкополиэфирных тканей и с 2160 до 1 секунды для полушерстяных тканей соответственно, что приводит к равномерной и полной обработке рабочим раствором, содержащим разработанный вспучивающийся антипирен и акриловую эмульсию.