表面色牢度检测

研究背景等离子体处理是聚合物表面改性的一种常用方法，一方面等离子体中的高能态粒子通过轰击作用打断聚合物表面的化学键，等离子体中的自由基则与断开的化学键结合形成极性基团，从而提高了聚合物表面活性；另一方面，高能态粒子的轰击作用也会使聚合物表面微观形貌发生改变 。本文提出通过等离子体处理提高 PP的胶粘接强度。利用KRÜ SS光学接触角测量仪DSA100分析了等离子体处理对于PP表面的接触角、自由能的影响。利用胶粘剂将 PP薄膜与铝箔粘接到一起，采用T剥离强度试验方法对PP的胶粘接强度进行了测试，结果表明等离子体处理可以显著提高 PP的胶粘接强度。DSA100型液滴形状分析仪试验样品制备由于PP薄膜表面可能会有油污、脱模剂等残留物，本文采用超声清洗方法对其表面进行实验前的处理。结果与讨论1.PP表面接触角系统分析了等离子体改性的射频功率和处理时间对于PP表面接触角的影响。首先，将处理时间恒定为 120 s，射频功率分别选取了 80 W、120 W、180 W、240 W 和300 W。如图1（a） 所示，PP表面经等离子体处理后，去离子水和二碘甲烷的接触角均有较明显的下降。当射频功率超过120 W时，接触角下降趋势缓慢，此时去离子水的接触角由99.08°降到了79.25°，二碘甲烷的接触角则由69.31°降到了59.39°。当射频功率达到300 W时，去离子水的接触角为 74.88°，二碘甲烷的接触角为55.88°。去离子水属于极性溶液，它的接触角越小表明PP表面润湿性越好，PP与胶粘剂的粘接强度将越高。 图1.薄膜表面接触角的变化其次，将射频功率恒定为 80 W，处理时间分别为30 s、60 s、120 s、300 s和600 s，PP表面的接触角与处理时间的关系如图1（b）所示。可见，随着处理时间的增长，接触角逐渐减小。当处理时间长于120 s时，接触角变化缓慢，此时去离子水的接触角由 99.08°降到了77.39°，二碘甲烷的接触角由69.31°降到了56.05°。结合上述两个实验结果，本文选择射频功率120 W和处理时间120 s作为后续的PP等离子体改性工艺参数数值。2.PP表面自由能本文采用Owens二液法 ，通过测量去离子水和二碘甲烷在 PP表面的接触角，计算出PP表面的自由能。PP表面自由能与射频功率和处理时间的关系如图2所示。从图中可以看出，PP在等离子体处理后，色散分量和极性分量均有所提升，其中极性分量的提升更显著，PP的表面自由能得到了较大提高。经计算，未经等离子体处理的 PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为18.68 mJ/m 2 、12.12 mJ/m 2 、30.8 mJ/m 2 ，经等离子体处理后的PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为22.27mJ/m 2 、26.64 mJ/m 2 、48.91 mJ/m 2 。即，经等离子体处理后，PP表面色散分量增加了 19.22%，极性分量增加了119.8%，自由能增加了58.8%。可见，PP表面自由能的提高主要归因于极性分量的增加，而极性分量的增加则是由于等离子体处理使得PP表面形成了极性基团，从而有助于提高PP的胶粘接强度。 图2.PP表面自由能3.PP胶接强度根据T剥离强度试验记录的最大剥离力和最小剥离力计算得到平均剥离力（FT），而剥离强度（σT）为 式中：B为测试样品的宽度 ，本文测试样品的宽度为25 mm。在剥离过程中，可以看到胶粘剂形成的胶膜完全保留在铝箔表面，证明胶粘剂对铝箔的粘附性远高于对PP薄膜的粘附性，即通过该实验测试到的剥离强度为PP与胶粘剂之间的粘接强度。未改性的 PP薄膜和改性后的PP薄膜的剥离力与剥离长度的关系曲线如图3所示，由于夹持位置的差异，PP薄膜与铝箔之间开始出现分离的位置稍有不同。在二者刚出现分离时，剥离力较大，之后剥离力逐渐下降并保持稳定。根据上述公式可以计算出，未改性的PP薄膜最小剥离强度为588 kN/m，最大剥离强度为 661.2 kN/m，平均剥离强度为 624.8 kN/m；与之对应，改性后的PP薄膜最小剥离强度为734 kN/m，最大剥离强度为810.8 kN/m，平均剥离强度为775.2 kN/m。即，PP薄膜经过等离子体改性处理后最小剥离强度提高了24.83%，最大剥离强度提高了22.63%，平均剥离强度提高了24.07%。 图3.剥离长度和剥离力的关系结论本文从接触角、表面自由能等方面揭示了等离子体处理提高PP材料胶粘接强度的机理。实验结果表明，经过等离子体改性处理后，PP表面由疏水性变为亲水性，去离子水的接触角由99°减小到了75°，PP表面自由能由31 mJ/m 2 增大到了49 mJ/m 2 ，同时PP表面整体上变得凸凹不平，且出现了大量纳米级凸起和凹坑。PP表面发生的这些化学和物理变化共同作用，使得PP的胶粘接强度提高了24%。参考文献隋裕，吴梦希，刘军山.等离子体处理对于聚丙烯胶粘接强度的影响［J］.机电工程技术，2023，52（01）：30-32.

纺织品耐光、汗复合色牢度是纺织品的颜色在穿着过程中对人体汗液和日光共同作用影响下的抵抗力。人体汗液中的成分再加上日光中的能量，会使纺织品上的染料发生光还原反应，导致染料褪色，从而影响了美观。色牢度测试的重要性人体皮肤上的有效汗腺达上百万个，其中包括人工外分泌汗腺、顶浆分泌腺等，分布在我们的额头、腋窝、前胸、后背和手心出汗较多的地方；因此夏季常穿的如衬衣、T恤衫等服装可能会在这些部位出现严重的褪色现象。众所周知，人体汗液的组成成分是复杂的，其中主要成分为盐，因人和分泌部位的不同，汗液有酸性的，也有碱性的。纺织品与汗液短暂的接触对其色牢度影响可能不大，但长时间的紧贴着皮肤与汗液接触，对某些染料就会产生较大的影响。染色牢度不合格的服装容易通过汗液等导致染料从纺织品转移到人体皮肤上，染料的分子和重金属离子等都有可能通过皮肤被人体吸收而危害健康。人工汗液的作用耐光、汗复合色牢度试验，是测定在一种人工汗液的作用下，纺织品试样耐人造光作用色牢度的试验方法，模拟消费者实际穿着时的情况进行检测。目前现行的国标方法是GB/T 14576-2009《纺织品色牢度试验耐光、汗复合色牢度》，国际上测试耐光、汗色牢度常用的标准标准有ISO 105-07：2009（国际标准化组织）标准、AATCC 125-2009标准，ATTS标准和JIS L0888；虽然标准之间有些区别，但基本原理相同，即将经人工汗液处理的试样放在耐光试验机中，在一定的温、湿度条件下曝晒规定的时间，取出试样，用灰色样卡或仪器评其变色级数。美国Pickering人工汗液由19种氨基酸，7种矿物质和4种代谢物组成，配制成最接近人体的真实人体汗腺分泌汗液（详见下图）。点击可查看大图丰富的规格，满足不同的测试需求根据不同的客户需求，我们制定了酸性汗液PH4.5和PH5.5，碱性汗液PH8.0的产品。如果以下PH不能满足您的测试需求，可以与我们联系定制特定PH值在2.0-9.0之间的汗液。*Pickering人工汗液类产品均为即用型产品，根据客户的需求分为稳定版和非稳定版两个版本，其中：稳定版汗液中添加了不影响产品使用性能防腐成分，可室温储存1年；非稳定版汗液不含防腐成分，需冷藏或冷冻保存。除此之外，我们还提供其他类型的人工体液例如：人工唾液、人工皮脂、人工肺液、人工尿液、人工耳垢等

中国纤检局官网发布：四川省纤检局已顺利引进DigiEye织物色牢度自动评级系统，正式投入检测工作。同时为全省纤检系统评级检验员目光统一提供仪器化的技术平台。DigiEye织物色牢度自动评级系统由上海罗中科技发展有限公司独家代理，利用数字影像技术—数慧眼，结合图像和真实颜色，使样品的实际由数码反映。颜色评级测试仪可使样品表面的纹理得到完整的记录，与真实颜色结合，使样品的外观和颜色可以从电脑屏幕上目视或以数据作色差等级的评定对比，该仪器同时能满足单一纯色产品、花边、印花、毛类、半透明等产品的测色评级要求，应用范围较广。仪器投入使用以后，将逐步取代人工评级，由于评级结果重现性较高，在耐光、摩擦、汗渍、水洗、皂洗等变色、沾色牢度评级中将有利于消除人为因素对检测结果的影响，使评级更加科学、结果更加准确。 DigiEye系统对变色和沾色试验的结果按照ISO或AATCC标准进行数字评级，符合ISO 105 A11等标准。