紙張等離子體處理改性紙張性能

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-08-19

紙漿纖維表面改性的方法有多種，包括化學(xué)改性和物理改性，化學(xué)改性一般為表面刻蝕和表面接枝，物理改性則包括超聲作用、低溫等離子體處理等。低溫等離子體處理改性纖維，由于其操作簡單、節(jié)水、無污染，符合綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的要求，在聚合物材料表面改性中應(yīng)用廣泛。

低溫等離子體處理就是利用等離子體中的活性粒子對材料表面進(jìn)行撞擊，將粒子自身的能量傳遞給材料表面的原子或分子，如此引發(fā)一系列的物理和化學(xué)過程，如腐蝕、解吸、濺射、刻蝕、燒蝕和蒸發(fā)等，從而有效地改變材料的表面性質(zhì)。低溫等離子體處理纖維僅改變纖維的表面性質(zhì)而對材料本體的性能幾乎沒有影響。影響纖維間結(jié)合的主要因素是纖維的表面化學(xué)，O2、N2、Ar或空氣等離子處理紙漿纖維，可以增加纖維表面羧基、羥基含量，改變纖維表面木素結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變纖維表面化學(xué)和紙張性能。

紙張等離子處理前后各項指標(biāo)對比

吸液高度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，吸液高度均有較大幅度提高?？赡苤饕怯捎诘入x子處理對纖維表面產(chǎn)生一定的刻蝕作用，提高了纖維表面的粗糙度，去除了纖維表面部分殘余木素和抽提物，暴露更多的微細(xì)纖維所致。

縱向濕抗張強(qiáng)度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，縱向濕抗張強(qiáng)度有一定幅度提高。主要是由于紙張經(jīng)等離子處理后與水的接觸角減小，表面自由能增加，紙頁纖維的粘結(jié)性得到改善，纖維間的粘結(jié)強(qiáng)度提高，從而改善紙頁的表面強(qiáng)度，纖維通過形成新的共價交聯(lián)增強(qiáng)了纖維的濕抗張強(qiáng)度。

抗張強(qiáng)度
經(jīng)等離子體處理后，紙樣的縱向抗張強(qiáng)度有所提高，氮氣等離子體處理后的縱向抗張強(qiáng)度提高幅度比氧氣等離子體處理后的縱向抗張強(qiáng)度提高幅度大。原因可能是經(jīng)等離子體處理的纖維表面產(chǎn)生了很高活性的自由基，這些自由基被空氣中的氧氣氧化生成了羥基、羧基等極性基團(tuán)，極性基團(tuán)的增加使紙頁纖維間的氫鍵結(jié)合增加，提高了纖維之間的結(jié)合力，從而使紙樣的縱向抗張強(qiáng)度提高?？箯垙?qiáng)度提高程度與等離子氣體種類有關(guān)。

撕裂度
經(jīng)等離子體處理后的紙樣與原紙相比較，其縱向、橫向撕裂度都有所提高?？赡苁怯捎诘入x子體處理后，增加了纖維表面的羧基含量，提高了纖維表面的O/C比，對表面產(chǎn)生一定的刻蝕作用，提高了纖維表面的粗糙度，增強(qiáng)了纖維間的嚙合，增大了纖維間的摩擦力，增加了纖維間的接觸面積，使纖維之間的結(jié)合力增強(qiáng)，最終撕裂度提高。

采用等離子體處理，有助于提高紙張的干濕抗張強(qiáng)度、耐破度、撕裂度、吸液高度、透氣度等指標(biāo)。