毕业论文--低温等离子体技术在染整中的应用

《毕业论文--低温等离子体技术在染整中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、低温等离子体技术在染整中的应用内容提要：1，等离子体的概念和基本性质2，等离子体的产生方法及等离子体化工技术3，羊毛纤维的等离子体改性4，棉纤维等离子体改性5，涤纶纤维等离子体改性1，等离子体的概念和基本性质众所周知，任何物质由于温度不同都可以处于固态、液态和气态，这就是物质的三种聚集态。在一定的压强下随着温度的升高，固态变为液态，再变为气态，有的也可以直接从固态变为气态。人们发现，对气体物质继续升高温度，气体分子的热运动会越来越剧烈，当温度足够高时，构成分子的原子获得足够大的动能后，会开始彼此分离，分子分裂成原子，此时再进一步升高温度

2、的话，就会出现另一种全新的现象，原子的外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子。最终能使构成气体的分子乃至原子变成带正电荷的离子。和通常的电解质电离不同的是，它不是在溶液中靠溶剂分子（水）帮助发生电离，而是在高温气态中发生的。等离子体大致定义为等量正电荷和负电荷载体的集合体。具有零总电荷。它实际上是部分离子化的气体，可能由电子、任一极性的离子、以基态的或任何激发形式的任何高能状态的气态原子和分子以及光量子组成的气态复合体。一般来说，离子体分为热和冷（或高温和低温）等离子体。高温等离子体，又称平衡等离子体，它的电子和分子或原子类粒子都具有非常

3、高的温度。而低温等离子体，又称非平衡等离子体，它的电子和分子或原子类粒子具有的温度是不同的，电子温度（Te）仍然很高，分子或原子类粒子的温度（Tg）却较低（通常在几百度以下），所以称为低温等离子体（等离子体具有两种温度概念是它的特性之一，有关这点将在后面介绍）。纺织染整加工主要应用这种等离子体。等离子体的基本性质如下：1，电中性等离子体中的电子和离子的电荷总数基本相等，因而作为整体它是电中性的。2，等离子体中粒子间的相互作用等离子体粒子之间的相互作用可分为两大类，即弹性碰撞和非弹性碰撞。Ⅰ，弹性碰撞　　这种碰撞过程粒子的总动能保持不变，

4、碰撞粒子的内能不发生变化，不会有新的粒子或光子产生，碰撞只会改变粒子的速度。Ⅱ，非弹性碰撞　　这种碰撞过程粒子的内能会发生变化，或者伴随着新的粒子、光子的产生。由于碰撞过程中粒子内能的变化引起了粒子的状态的变化，将会产生如激发、电离、复合、电荷交换、电子附着以及核反应等各种过程。3，等离子体辐射等离子体都是发光的。除了可见光以外，还发出看不见的紫外线，甚至X射线。等离子体发出的这些电磁波的过程称为等离子体辐射。根据辐射过程的微观特性，等离子体辐射可分为轫致辐射、复合辐射、回旋辐射、激发辐射等类型的辐射。4，等离子体中两种温度的概念在等离

5、子体中的微观粒子包括电子和气体粒子（离子和中性原子等），因此有电子温度和离子温度两种温度概念。由于电子与电子通过碰撞交换能量，容易达到热力学平衡，具有一定温度，这就是电子温度。气体粒子之间碰撞也达到热力学平衡，具有一定的温度，即气体粒子温度。然而电子与气体粒子之间，虽然也发生碰撞，因为质量相差悬殊，并不一定能达到平衡。所以一般情况下等离子体都具有电子温度和气体粒子温度两种温度，而这两种温度可以相差很大，故笼统地说等离子体温度是没有意义的。2，等离子体的产生方法及等离子体化工技术低温等离子体主要是通过点晕放电和辉光放电产生的。①，电晕放电

6、（低频放电）在大气压条件（空气介质和通常的气压）下产生的弱电流放电称为电晕放电。它是一种高电场强度、高气压（一个大气压）和低离子密度的低温等离子体。在对两个电极施加一高电压时便产生电晕放电。两极间产生的电火花被绝缘体阻断，为了引起电晕放电，就必须在其中的一个电极保持高电场，而电子在高电压下沿绝缘板方向加速。电晕放电产生的等离子体中含有电子、离子、自由基、激发分子和未反应的分子。由于介质是空气，在等离子体中还会形成臭氧和三氧化二氮分子，它们与纤维材料表面作用不仅会产生相关的自由基，还会对纤维材料氧化，增加极性基团、发生改性。②，辉光放电辉

7、光放电又称高频放电，是产生等离子体的另一种重要方法。它处在电晕放电与微波放电之间的中间范围，比电晕放电的电场强度高，气体压力则大，也是一种低温等离子体。与电晕放电相比，除了放电介质不同外（电晕放电的介质是空气，而辉光放电的介质可根据反应需要而选择），辉光放电的电子能量更高些，因为气压低，它与气体分子碰撞的机会少，速度减慢较小。这意味着辉光放电产生的活性因子（电子等）渗透性较电晕放电要强，对被处理物的表面改性会更加强烈些。影响辉光放电的因素：1，真空度活气压2，气体的种类3，被处理物的性能等离子体化工技术在等离子体条件下的化学反应大致过程

8、是这样的，通过低气压的辉光放电、电晕放电或高频放电产生稀薄的低温等离子体。自由电子从电场获得能量之后，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、激发原子、离子以及自由基都是极不稳定的