1.引言
羊毛是一種天然蛋白質(zhì)纖維，它具有諸多優(yōu)良的特性，如光澤柔和、良好的彈性、耐磨性、吸濕性以及保暖性等。但是也有許多不足如羊毛特有的鱗片層結(jié)構(gòu)易使毛織物尺寸氈縮變形，織紋模糊不清，所以限制了羊毛的實(shí)用和市場的開發(fā)。傳統(tǒng)方法處理羊毛鱗片層往往需要用含氯氧化劑，會產(chǎn)生AOX(可吸收的有機(jī)鹵素)，對環(huán)境造成的污染比較嚴(yán)重，因此綠色環(huán)保型的毛織物染整工藝是當(dāng)今研究的重點(diǎn)。等離子體技術(shù)是干式反應(yīng)體系,節(jié)水節(jié)能、環(huán)境污染少,處理僅涉及纖維的表面(小于1mm)[1~3]，不破壞纖維自身的性質(zhì),理論上可應(yīng)用于各種紡織品基質(zhì)物。本文從分析羊毛的結(jié)構(gòu)、介紹等離子體的發(fā)展和現(xiàn)狀入手，重點(diǎn)討論了等離子體技術(shù)在羊毛織物染整加工中的應(yīng)用。
2.羊毛的結(jié)構(gòu)分析
羊毛屬蛋白質(zhì)纖維，由鱗片層、皮質(zhì)層及髓層組成。鱗片層約占羊毛總量的10％，由鱗片表層、鱗片外層和鱗片內(nèi)層構(gòu)成。鱗片表層位于鱗片層的最外面，厚約300A，結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對化學(xué)藥劑的侵蝕有很強(qiáng)的抵抗力，它是由3／4蛋白質(zhì)和1／4類脂物組成，由于鱗片表面呈整齊的類脂層排列，使羊毛具有疏水性能。類脂的主要成分是18－甲基二十酸和二十酸，它和鱗片表層的蛋白以酯鍵和硫酯鍵結(jié)合。在類脂層之下為蛋白層，該蛋白層在肽鏈間除有二硫鍵交聯(lián)外，還存在酰胺鍵交聯(lián)，這可能是鱗片表層具有較強(qiáng)耐化學(xué)性能的原因之一。鱗片外層位于鱗片表層的下面，主要由角質(zhì)化蛋白質(zhì)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬難以被膨化，是鱗片的主要組成部分。它可細(xì)分為A層和B層。A層胱氨酸含量很高且以大量二硫鍵形式存在，致使A層微結(jié)構(gòu)十分致密，有保護(hù)毛干的作用。鱗片內(nèi)層的胱氨酸含量很低，且極性氨基酸的含量相當(dāng)豐富，所以化學(xué)穩(wěn)定性差，易被化學(xué)試劑、水等膨潤，可被蛋白酶消化[2]。每個鱗片層細(xì)胞、皮質(zhì)層細(xì)胞以及鱗片層細(xì)胞和皮質(zhì)層細(xì)胞之間均由細(xì)胞膜復(fù)合物互相隔離，并把細(xì)胞粘和在一起，它容易接受酶的催化溶解。
3.傳統(tǒng)的處理鱗片
普遍認(rèn)為羊毛鱗片層結(jié)構(gòu)是影響羊毛表面性質(zhì)的主要原因，目前國內(nèi)外的毛織物整理方法大都是對鱗片進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠茐?。主要有兩個途徑：一是采用釋氯劑如二氯異三聚氰酸或其鈉鹽等破壞鱗片層。釋氯劑價格較低，在酸性和室溫條件下的反應(yīng)速度相當(dāng)快，使用較方便?？蓪?shí)現(xiàn)如下一些目標(biāo)：(1)防氈縮——機(jī)可洗整理；(2)增進(jìn)羊毛織物的光澤；(3)降低羊毛制品的刺癢感。二是采用氧化劑如過硫酸及其鹽類、高錳酸鉀等處理，它們的價格相對較高，反應(yīng)速度也慢，因此應(yīng)用得不多。但這兩種方法都會引起羊毛的強(qiáng)力損失，還帶來污水的公害。
4.等離子體及其作用原理
傳統(tǒng)的處理羊毛鱗片的方法會有很嚴(yán)重的污染問題，人們紛紛嘗試新的綠色工藝，其中等離子體技術(shù)是一種節(jié)水、節(jié)能、基本無污染的技術(shù)，具有較好的應(yīng)用前景。
1879年不列顛協(xié)會的威廉克魯克斯（Willamcrooks）在做氣體導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)放電管中存在有別于固、液、氣的物質(zhì)第四態(tài)，1928年朗繆爾（Langmuir）稱之為等離子體[4]。廣義等離子體指包含正負(fù)電荷相等的大量帶電粒子的物質(zhì)聚集狀態(tài)。狹義等離子體是指一種全部或部分被電離的氣體。氣態(tài)物質(zhì)在熱、電等能量的作用下產(chǎn)生不同程度的分子及電子的分離，形成帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的離子等。這種包含原子、分子、電子、離子、光子、各種亞穩(wěn)態(tài)和激發(fā)態(tài)粒子的混合氣體即為等離子體[5]。
4.1等離子體處理織物的作用原理
國外有關(guān)等離子體技術(shù)在紡織上的應(yīng)用研究始于50年代，我國從80年代開始對等離子體處理紡織品進(jìn)行研究。等離子體改性高分子材料的方法主要有3種：一是主要對材料表面或極薄表層進(jìn)行活化、刻蝕處理；二是首先使處理表面活化并引入活性基團(tuán)，然后在此基礎(chǔ)上運(yùn)用接枝方法在原表面上形成許多支鏈，構(gòu)成新表層；三是運(yùn)用氣相聚合物沉積到處理表面上形成薄膜。
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