[发明专利]用CF4低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法

说明书

技术领域

本发明属于纤维改性技术领域，特别是涉及一种用CF₄低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法。

背景技术

近些年来，利用天然植物纤维生产的各种织物和复合材料已受到格外的关注和重视，植物纤维目前已成为新型材料领域研发的重点和热点。我国的麻纤维资源丰富，特别是麻纤维中的苎麻比强度接近玻璃纤维，拉伸模量高，与玻璃纤维相当，因此非常适合作为复合材料增强体。但是，由于苎麻含有大量的极性羟基官能团，具有很强的亲水性和吸湿性，导致苎麻纤维容易吸湿、水解和污染，且与塑料基体之间界面相容性较差。因此，研究苎麻纤维的疏水改性对于提高苎麻纤维与基体树脂的相容性，提高苎麻纤维织物的自清洁能力具有重要的意义。

目前，针对苎麻纤维的表面改性方法有很多种，主要有碱处理、偶联剂处理、热处理以及接枝改性等方法。其中碱法改性的研究工作进行较早，也是比较成熟的一种改性工艺。碱处理可使苎麻纤维中部分果胶、木素、半纤维素及其它低分子组分等被溶解除去以及使微纤旋转角减小，纤维表面变得粗糙，并且形成许多空腔，从而大大提高了其亲水性和吸湿性，但是这样不利于疏水表面的形成。而且单一的碱处理效果有限，应用范围也有限。另外，由于碱处理能使苎麻纤维中的微原纤和纤维素更多地暴露在表面，使苎麻纤维增加了在其他化学处理时的作用点，所以通常作为苎麻纤维的预处理方法，而与其他化学处理方法协同使用。此外，上述这些方法针对苎麻纤维疏水处理的很少，且处理效果有限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可有效提高苎麻纤维的疏水性，且操作工艺简单的用CF₄低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的用CF₄低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)室温下将苎麻纤维浸泡在碱性溶液中以进行预处理，然后取出并用去离子水洗涤至中性，之后放入真空烘箱中烘干至恒重；

2)将上述经过碱处理后的苎麻纤维置于等离子体发生器的反应室内，然后抽真空至压强恒定，之后通入CF₄气体，保持反应室中气压恒定，以对苎麻纤维进行CF₄低温等离子体处理，反应完成后取出样品，由此获得高疏水性苎麻纤维。

所述的步骤1)中的碱选自Ca(OH)₂、NaOH、Ba(OH)₂和KOH中的一种。

所述的步骤1)中用碱性溶液预处理苎麻纤维的时间为15min～30min，碱液浓度为10％～30％。

所述的步骤1)中纤维干燥温度为40℃～80℃，干燥时间为24h～48h。

所述的步骤2)中CF₄气体的进气流量为10sccm～50sccm，反应气压为15Pa～45Pa，反应功率为80W～250W，反应时间为1min～20min。

本发明提供的用CF₄低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法是先用碱性溶液对苎麻纤维进行预处理，以去除苎麻纤维表面的果胶和杂质，然后在等离子体发生器中通入CF₄气体对苎麻纤维进行处理，在此过程中激发气体CF₄具有温和的刻蚀作用和极强的氟化特性，可在苎麻纤维表面引入含氟官能团，从而可降低纤维表面能，因此极大地增强了其表面疏水性能。此外，本方法操作工艺简单，容易实现。

附图说明

图1为利用碱处理方法处理苎麻纤维30s时苎麻纤维的接触角示意图。

图2为利用本发明实施例1提供的方法处理苎麻纤维30s时苎麻纤维的接触角示意图。

图3为利用本发明实施例2提供的方法处理苎麻纤维30s时苎麻纤维的接触角示意图。

图4为利用本发明实施例3提供的方法处理苎麻纤维30s时苎麻纤维的接触角示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的用CF₄低温等离子体处理以提高苎麻纤维疏水性的方法进行详细说明。

实施例1：

将裁剪好的苎麻纤维于室温下浸泡在30％浓度的NaOH溶液中30min，然后取出并用去离子水反复洗涤至中性，再放入真空烘箱中于80℃下烘干24h至恒重。