Plazma Teknolojisi
Plazma, elektromanyetik veya elektrik alanlarda bir gaz veya buharın uyarılmasıyla oluşan eşit sayıda pozitif iyon ve elektron, serbest radikaller, ultraviyole (UV) radyasyon ve nötr türler içeren bir parçacık kümesidir. Serbest radikaller ve elektronlar, açıkta kalan malzeme yüzeyiyle çarpışarak kovalent bağları koparır ve serbest radikaller oluşturur. Aktif malzeme yüzeyi daha sonra uyarılmış gaz türleriyle kolayca birleşir ve substrat yüzeyine kovalent olarak bağlanan kimyasal olarak reaktif gruplar sağlar. Gaz, buhar veya gaz kombinasyonu seçilerek istenen yüzey kimyası elde edilebilir. Plazma işleminin pamuğun yapısı ve özellikleri ile boyama davranışı üzerindeki etkisi birçok araştırmacı tarafından bildirilmiştir. Araştırmacılar, elyaf yüzeylerinin görünümünü, dokusunu, estetik görünümünü ve işlevsel performansını iyileştirmek için hem polimer oluşturmayan hem de polimer oluşturan plazmalar kullanmışlardır. Plazma yüzey modifikasyonunun esnekliği, tekstil işlemede tek başına bir işlem olarak veya bir sonraki işlemin (plazma destekli işlem olarak da bilinir) verimliliğini artırmak için bir ön işlem olarak kullanılması için birçok olanak sağlamıştır.
Tipik bir plazma sistemi, bir gaz girişi, bir reaktör kabı, bir vakum pompası, bir eşleştirme ağı ve bir güç kaynağından oluşur. Plazma işlemede çeşitli reaktörler kullanılmıştır; DC ve düşük frekanslı kızdırma deşarjları için dahili elektrotlar gereklidir. Tipik bir reaktör, dairesel veya kare elektrotlu bir fanustur. Frekans arttıkça, elektrotlar reaktör kabının dışına yerleştirilebilir. Plazma işlemi, baskı kabiliyetini, ıslanabilirliği, bağlanma kabiliyetini, biyouyumluluğu, yüzey sertliğini ve yüzey ısı direncini iyileştirmek için kullanılmıştır. Ayrıca, çözücü kullanmadan polimer ve tekstil yüzeylerini temizlemenin ve yüzeyde çapraz bağ oluşturmanın bir yoludur. Tekstillerin plazma işleminde kullanılabilen farklı gaz türleri veya gaz karışımları arasında argon, helyum, hidrojen, azot, amonyak, azot oksit, oksijen, karbondioksit, kükürt dioksit, su ve tetraflorometan bulunur. Oksijen ve oksijen içeren plazmalar en sık kullanılanlardır ve tekstillerin yüzey enerjisini artırmada çok etkilidirler.
Azot ve azot içeren plazmalar, polimer yüzeylerde amino grupları gibi azot fonksiyonelliği üretmek için kullanılır. Flor ve flor içeren plazma, polimer yüzeylerinin yüzey enerjisini azaltmak ve hidrofobisitesini artırmak için kullanılır. Her gaz, benzersiz bir modifiye yüzey oluşturur. Oksijen plazmasında iki işlem aynı anda gerçekleşir: atomik oksijenin yüzey karbon atomlarıyla reaksiyona girmesiyle polimer ve tekstil yüzeyinin aşındırılması ve uçucu reaksiyon ürünleri elde edilmesi; ve plazmadaki aktif türler ile yüzey atomları arasındaki reaksiyonlar yoluyla tekstil ve polimer yüzeyinde oksijen fonksiyonel gruplarının oluşumu. Bu iki işlemin dengesi, belirli bir deneyin çalışma parametrelerine bağlıdır. Tekstil alt tabakasının doğası, alt tabakanın sıcaklığı, elektrot malzemeleri, basınç, güç seviyesi ve gaz akış hızı gibi birçok parametre, plazma işleminin sonucunu etkilemede önemli bir rol oynar.
Plazma teknolojisi, etkili bir şekilde kullanıldığında, kuru bir işlem olması, enerji tasarruflu olması, minimum miktarda kimyasal gerektirmesi ve akış aşağısında kirlilik yaratmaması nedeniyle daha “yeşil” olanaklar sunabilir.
Referans:
Sheila Shahidi, Mahmood Ghoranneviss, Bahareh Moazzenchi, Tekstil için Plazma Teknolojisinde Yeni Gelişmeler, J Fusion Energ, DOI 10.1007/s10894-013-9657-2
