Application note A078-ST99
防水面料和紡織品應(yīng)用分析
| 防水透氣的衣服可防止雨水滲透，同時允許排汗蒸汽通過-雨中運動時的理想裝備。防污面料可以保護您的衣服免受咖啡、果汁或食物污漬的侵害。這兩種情況下，疏水涂層為抗?jié)裥袨楸ｑ{護航。如何在不影響纖維整體性能的情況下，使織物和紡織品具有疏水性或增加其它功能呢？ |
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Empa,隸屬瑞士技術(shù)研究所ETH，致力于材料研究，研究和應(yīng)用等離子體聚合，在織物和纖維上沉積薄的納米級層，使其表面功能化，更具體地說使其具有防水性。Bronkhorst裝置在該工藝中起重要作用，特別是在聚合物的受控供應(yīng)中。 |
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應(yīng)用要求
在Empa的低壓(0,1 mbar)等離子體聚合過程中，液體硅-有機化合物六甲基二硅醚(HMDSO)被蒸發(fā)并成功被等離子體激活，最后聚合作為疏水劑沉積在纖維表面上。為了獲得穩(wěn)定且可再現(xiàn)的聚合物，必須準確控制蒸汽流量、液體HMDSO流以及載氣流。HMDSO蒸汽以特定的流量引入等離子腔室，流量越高，沉積速率越快，工藝加工越快。 |
重要議題
- 準確控制氣/液混合
- 穩(wěn)定的蒸汽流量
- 蒸汽流量從低到高
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工藝方案
Bronkhorst CEM（受控蒸發(fā)混合）系統(tǒng)用于蒸發(fā)硅有機HMDSO。在該設(shè)置中，液體HMDSO在室溫下從容器中抽出并通過mini CORIFLOW質(zhì)量流量計測量。然后將液體HMDSO與來自EL-FLOW熱式質(zhì)量流量控制器的氬氣載氣混合并在熱交換器內(nèi)蒸發(fā)以進行受控加熱。將蒸汽流引入在0.1mbar絕對壓力下操作的等離子體反應(yīng)室中。PLC系統(tǒng)控制整個蒸發(fā)過程。使用該設(shè)置，HMDSO蒸發(fā)范圍為1g/h 到30g/h。結(jié)果表明，蒸汽以穩(wěn)定、準確、可重復和良好控制的方式產(chǎn)生。LabView軟件用于簡單有效地可視化蒸發(fā)過程。
目前使用的CEM系統(tǒng)取代了載氣和涂層流量有限且耗時的傳統(tǒng)發(fā)泡系統(tǒng)。通過使用CEM系統(tǒng)，Empa獲得更高的50 ml/min的氣體產(chǎn)率，而在早期的氣泡系統(tǒng)中最多只能做到4-5 ml/min。同樣，HMDSO液體流量也得到提升。Empa的目標是在不久的將來從實驗室規(guī)模提升到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。Empa目前使用的CEM系統(tǒng)是可移動的。帶滑輪的緊湊裝置體積小巧，從一個實驗室移動到另一個實驗室相當方便。緊湊型是Bronkhorst設(shè)備的另一個優(yōu)勢。HMDSO允許在低溫下沉積聚硅氧烷涂層，使得不能承受高溫涂層的紡織纖維成為可能。Empa試圖在低壓下進行等離子體聚合，旨在通過促進纖維表面的非均相沉積和減少化學品量來提高產(chǎn)量。 |
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