研究员——无水染整技术

一、无水染整技术概论
     
    编者按：各种无水染整工艺不用水，无污染物排放，对环境几乎不产生有害影响。由于均为干法生产，加工中需要的能耗也大大低于常规工艺，是理想的清洁生产方式。其优越性引人注目，已引起了广大染整工作者的研究和开发热情。虽然目前离开工业化应用还有一定距离，但相信在不久的将来，无水清洁生产方式会逐渐走向工业化，从而真正改变传统染整生产高污染，高能耗的局面。

据统计，纺织工业总用水量每年约100亿吨，其中新鲜水量66亿吨，位居全国各行业第二位。印染工业总用水量64亿吨，占纺织业的70％，新鲜水取用量58亿吨，占纺织业88％，水的回收利用率仅10％。

我国水资源不足，缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重。在大力倡导节水的同时，积极推广各种工业节水技术。对耗水极为严重的印染行业，节水的任务更为迫切，一方面要重视加工中水的回收、回用；另一方面要努力开发节水、无水的加工技术。这也是当前国际上染整新技术的开发热点之一。下面就最近国际无水染整技术的进展进行概要的介绍。

紫外光技术紫外光本身是辉光放电或电晕放电的一种组成部分，但单独的紫外光处理还有其独特的优点。首先这种处理可以在大气氛围中进行，不像低压辉光放电那样需要真空或常压辉光放电那样要有惰性气体充填。该技术已在塑料加工中被应用，旨在进行聚合物表面改性，以改进其粘结性能。但在纺织加工中应用还不太广泛。

日本京都工艺纤维大学Ueda等曾研究了用低压汞灯发出的紫外光（波长在185mn和254nm）处理棉织物以改变其染色性能。研究发现，和未经处理的棉相比，经紫外光照射过的棉织物被阴离子染料上染性能随照射时间的增加而不断下降；而对阳离子染料接受能力却大大增加。

被染色样品先以带有所需花型的不透光材料覆盖，然后用紫外光辐照一定时间，再将辐照过的织物用阴离子染料浸染，可得到具有不同深浅的同色花型的染品。经辐照部分得色较浅，而被遮盖部分颜色较深。反之，如果在紫外光照射前，织物预先用某种单体处理，如甲基丙烯酸三甲铵，经紫外光照射，在纤维表面引发接枝聚合，当然作为竞争反应均体聚合也会同时发生。不管哪种反应，由于聚合物末端带有铵基正离子－N＋（CH3）3，可更多吸附阴离子染料，在这种情况下，辐照部分便获得深色花型。

通过FTIR和XPS分析，表明织物在紫外线辐照时发生了光氧化作用，纤维表面引入了醛基、羧基等官能团，造成棉织物染色性能发生变化。

激光处理技术近年来，德国西北纺织研究中心开发了一种新的激光技术用于纺织品加工，他们用的是一种准分子气体激光器，所用气体包含三种组分：惰性气体（氩、氪、氙）、卤素（氟、氯）和缓冲气体（氖、氮）。原理是：当这些气体被激发并相碰撞，生成激化态的惰性气体和卤素的复合物。当激化态复合物发生能量消散时，发射出特定波长的紫外光，由于激化和能量消散过程是间歇的，所发射的紫外光就具有脉冲的特点。改变充填气体的组成，可获得波长在157、193、222、248、308和351nm的紫外激光。不同聚合物有其最有效的吸收波长，如PET在222nm吸收最大，而聚乙烯、聚丙烯等烯烃聚合物则在308nm有最高吸收。

当激光对合成纤维进行表面处理时，纤维表面被熔蚀，在垂直于纤维轴的方向产生规律性的波纹结构，这是由于激光短时间内发射的高能量光子所产生的热，使纤维部分熔融或解晶所造成。

和等离子体，紫外光等高能射线处理一样，激光处理也会引起纤维表面化学改性，从而提高纤维的可润湿性和粘合力，用于涂料印花或织物涂层时，粘结牢度可得到提高。当激光发射器含氟，就会产生拒水拒油效果。而且由于激光对纤维表面的熔融，使纤维变得十分粗糙，因而大大加强了拒水拒油作用，产生所谓的"超级拒油"效果。

东华大学周翔院士是国内进行纺织品激光处理的先行者，她的研究已取得了一定的成果，目前正在做更深入的工作。

激光处理的应用正在开拓。激光处理后的纤维聚合体（如无纺布）能产生更好的孔隙分布，其过滤作用得到加强，用于粒子分离或用作滤材，也可滤除尘埃，甚至用作清洁材料等。激光处理正在开发的应用还有：利用其热作用，将纳米颗粒（如金属氧化物）"包埋"在材料表面，或者可将薄层无机材料"烧结"到材料表面。

其他高能粒子流辐射技术用其他高能粒子流，如电子流、中子流，射线流等处理纺织材料，以实现表面改性的研究也有少量报道。有人曾用电子流引发纤维表面接枝聚合，以改进纤维性能。还有人将尼龙6用射线和质子流处理，通过热分析和测定处理纤维的密度，表明尼龙在持续的辐照过程中，开始阶段纤维的结晶度有所提高，但长时间照射后，结晶度下降

二、无水染整技术的进展

据2000年统计，纺织工业总用水量为92亿吨，其中新鲜水量66亿吨，位居全国各行业第二位。印染工业总用水量64亿吨，占纺织业的70％，新鲜水取用量58亿吨，占纺织业88％，水的回收利用率仅10％。

众所周知，水是宝贵资源，但我国是一个水资源不足的国家。全国城市正常年份缺水60亿吨，日缺水量达1600万吨。全国600多个城市中400多个供水不足，其中110个严重缺水。随着社会经济的发展和城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出。缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重。

对于制约我国社会经济可持续发展的水资源短缺问题，党中央国务院给予了高度的关注，在大力倡导节水的同时，积极推广各种工业节水技术。对于耗水极为严重的印染行业，节水的任务更为迫切，一方面要重视加工中水的回收、回用，另一方面要努力开发节水、无水的加工技术。这也是当前国际上染整新技术的开发热点之一。

下面就几种正在开发的无水染整技术的进展作简要介绍。

1.超临界流体技术

超临界流体技术早期的工业化应用是萃取，用其代替有机溶剂从天然材料中提取有效成份，广泛应用于食品、医药、香料等领域，如从咖啡中去除咖啡因，从啤酒花中提取啤酒酿造材料，从中草药中萃取药物有效成份，也用于从花朵、芳香织物中获取香精、天然色素等。以超临界流体作为介质进行有机合成或聚合反应以制备材料的发展也十分迅速。此外，超临界流体在高效液相色谱分析技术及制备纳米粉末等方面的应用也有很大的开发空间。

超临界流体代替水用于纺织品染色是对传统染色加工的一次革命，它从源头上杜绝废水的生成，还兼有不用助剂，织物染色后不需清洗，染料利用率高等种种优点，所以自1991年德国Shollmeyer等人发表了该染色方法的论文，就立即成为纺织化学界的热门话题，各国有关科技工作者竞相加入研究队伍，目前队伍正在扩大。

1.1超临界流体性质

通过纯物质的相图，可说明超临界流体的形成过程（图1）。图中标有S.L.和G的区域分别为固相、液相和气相，T是三相共存的三相点。当气态物质被压缩其密度将不断增大，若同时伴随温度升高，物质状态达到C点，该点即称为临界点。物质处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上的状态即为超临界流体，由于此时物质已具有足够高的密度，即使再升高温度，也不会气化。这种状态的物质既不完全是液体，又不完全是气体，而是兼具二者特点的特殊流体。超临界流体的一般宏观性质见表1。

从表1可看出，超临界流体的密度和液体相似近于1，这表示其对物质的溶解度与液体相当，而其扩散系数和粘度则和气体接近。很多化合物都可形成超临界流体，但要求的条件不同（见表2）

虽然可形成超临界流体的化合物很多，但考虑到达到超临界状态的难易，使用时的安全性，化合物的稳定性及是否容易获得等因素，最常用的是二氧化碳。因为二氧化碳的超临界温度和压力较低（分别为31.10Ｃ，7.4Mpa），且不燃，不爆，无毒，无腐蚀性，又容易获得（是合成氨，发酵等工业的副产品），因此其应用最为广泛。但由于二氧化碳的非极性本质，超临界二氧化碳只能溶解非极性物质。其溶解能力与C6～C8的饱和烃相似。当用于染色时，对非极性的分散染料有一定的溶解能力，而对极性的离子型染料几乎不溶解，这就是超临界流体染色目前仅局限于涤纶等合纤的原因所在。

1.2超临界流体染色

和以水为介质的常规染色相比，超临界染色具有工艺简单流程短的优点。

图2常规工艺和超临界染色工艺的比较

从图2的比较可以看出，常规工艺染色工艺的工序长，染色中要加入多种化学助剂、盐和表面活性剂，染色后要经还原清洗及热水、冷水等多道洗涤，然后烘干，才完成染色加工，染色和清洗时不仅耗用大量水、化学品和净洗剂，同时还排出大量高度污染的废水，对环境造成不利影响。此外，烘干时又需要消耗大量热能，是耗水耗能均高的加工方式。超临界流体染色只需一道染色工序，所使用的是不加任何添加剂的染料滤饼，染色后织物也不用任何清洗，因为二氧化碳挥发后织物是干燥的，也不需要烘干。所以，该技术不仅加工中不排放污水，染料可回收使用，二氧化碳循环使用效率可高达90％等种种对环境友好的优点，而且其工序十分简单因而能耗减少。据德国西北纺织研究中心的研究人员估计，超临界流体染色过程中耗能仅为常规染色的2/3。此外，由于加工周期短，也特别符合印染厂快速反应的要求。超临界流体染色的优越性是显而易见的。

1.3超临界流体染色过程

超临界CO2流体染色设备由充液加压、染色、染料回收、染液温度、压力、流量控制等系统组成。染色时将被染织物或纱线卷绕在筒管上，并装入染色釜。首先启动加压泵，将液态二氧化碳注入于染色釜、染料釜、循环泵等组成的染色系统，同时将此系统加热到染色所需温度，压力也被控制到所需压力值。此时，染色系统中的二氧化碳成超临界流体状态。然后启动循环泵，使超临界二氧化碳在染色釜和染料釜之间不断往复来回循环。这样，当超临界流体通过染料釜时，固态染料就不断溶解到流体中，而此带有染料的超临界流体通过染色釜时，染料就上染到织物或纱线上。由于超临界流体的不断循环，就可使染料不断溶解并不断上染，直到染色平衡。

染色工序结束后，断开染液循环系统，使染色釜保压降温。再次启动充液加压泵，用新鲜的超临界二氧化碳对已上染的织物或纱线进行冲洗，以去除浮色。经过不断的循环、分离，完成清洗工序。

清洗结束后，整个染色系统卸压。染液中残留的染料将被分离出来，收集在染料回收釜内，经减压后气化的二氧化碳可经过冷凝装置使之成为液态而重新使用。

不是所有的分散染料都适用于超临界流体染色，由于分散染料在超临界流体中溶解度不大，约10-5～10-6mol/升，根据分子结构而定。汽巴公司曾为该技术提供配套染料，后来也有人研究了染料在超临界二氧化碳中溶解度受温度和压力变化影响的规律，以及对其对纤维上染的影响。

已经证明，分散染料在超临界流体中对涤纶等合纤的染色也是一种分配关系，如果染料在介质中溶解度高，在纤维中的溶解度就相应变小，染料的平衡上染率就低。因此，在超临界流体中溶解度过高的染料不一定适用于染色。

1.4超临界流体在纺织加工中的其他应用

超临界流体技术作为一种无水的清洁生产方式在纺织加工中还正在开发除染色以外的多种应用。

　　①前处理：

有人以超临界二氧化碳为介质对纺织品上浆和退浆进行了初步的研究，由于常规的浆料不溶于超临界二氧化碳，因此开发了含氟结构的特殊浆料，并应用于涤/棉混纺纱的上浆。研究表明含氟浆料可大大提高纱线的耐磨性，达到传统淀粉/PVA浆料的3倍以上。该浆料可用超临界二氧化碳退浆而完全清除。

有人还曾试用超临界二氧化碳对棉及其混纺织物进行精练。研究表明，通过其萃取作用能除去纤维上腊质、油剂和一定的合成浆料，但对PVA、淀粉等浆料的退浆无效。

有人曾将超临界二氧化碳用于原毛精练，可获得纯净的羊毛。

②功能整理：

一些功能整理剂是非水溶性物质，如抗紫外剂、香精、阻燃整理剂等，但可溶于超临界二氧化碳，因此纺织品可以在超临界流体中进行抗紫外、加香、阻燃等功能整理。东华大学国家染整工程技术研究中心正在开发这方面的应用。

③液态二氧化碳用于干洗

传统的干洗剂多为含氯的有机溶剂，这些溶剂正在逐步被禁用。用液态二氧化碳代替含氯烯烃干洗剂对环境无污染。二氧化碳易于循环使用，能耗低，该技术已在美国、加拿大等有工业化应用。

④医用纺织品的消毒

目前医用纺织品常规的消毒采用高压汽蒸，或用环氧己烷、过乙酸等处理，这些方法或是对设备有强腐蚀性，或是操作繁复，还会对纤维造成损伤。少量消毒剂加在液态或超临界状态的二氧化碳中就有良好的消毒效果，不仅对设备无腐蚀作用，处理后易于回收，不会排放到环境中造成污染。此外，对纤维也有良好的保护作用。

总之，超临界流体技术作为一种无水清洁生产工艺，值得人们进一步开发，扩大应用，使之更大程度地造福人类。

1.5超临界流体染色的工业化前景：

1991年德国的纺机厂Jasper公司首先为西北纺织研究中心研制了一台染色釜体积为67升的超临界流体染色设备。该设备在染色釜中装有搅拌系统，以使染色均匀，是一种静态装置，适合松散的织物染色，但无法对卷绕紧密的筒子纱或卷装的织物进行染色。所以该设备已被淘汰，在某大学作教学示范使用。95年德国著名的高压容器厂Uhda公司重新设计和制造了一台带染液循环系统的动态染色设备，染色釜容积为30L。在试验过程中，该设备几经改进，1999年定型的设备，其设计更为精练，自动化控制更完备，其主要性能指标代表当前国际最先进水平。

　　该设备的主要技术指标为：

    操作压力及温度：30Mpa，1500C

    染色釜容量：30升

    配有染液循环系统

    整机主要参数自动控制

Udha公司还能生产容量更大的染色釜，目前正在和西北纺织研究中心合作，把该技术推向产业化。

据报导，除德国外，美国北卡州立大学、法国里昂纺织研究中心、台湾新竹的工业技术研究中心均研制了各自的中试设备，但由于该技术尚属开发阶段，保密性高，各单位大多在关门研制，相互信息交流很少。

2004年，日本政府投入6亿日元，责成福井大学为主体的研究组研制开发超临界流体染整设备，预计染色釜容积达75～100升。此外，日本株式会社日阪制作所也开发了超临界流体成衣染色设备，并已商业化。

东华大学国家染整工程技术研究中心在2001年自行设计并研制了我国第一台动态超临界流体染色设备，攻克了关键的技术—染液循环装置，使该技术达到国际先进水平。在此设备上进行涤纶染色工艺参数和染色机理的研究以及分散染料结构对上染率影响的研究。为此，又专门研制一套溶解度测定装置，研究不同结构的分散染料受超临界二氧化碳温度和压力变化的影响规律及其与上染率的关系。目前，该中心与上海纺织控股集团公司合作，正在开发研制超临界流体染色的生产型设备，使该技术能率先在我国实现产业化。

2　等离子体技术

2.1什么是等离子体

在一定条件下，对一个物质施加足够大的能量（加热，高压或高频电场，激光照射等方式），使分子离解成正离子和电子，但系统仍维持电中性，这种状态称为等离子态。

在实际应用中，常利用在很高的场强下使气体部分离子化，由于粒子间的相互碰撞也伴有其他高能粒子的形成。这些高能粒子包括自由基、激化态分子及光子等。因此可以把等离子体看作是一种高能粒子流，其所含能量见表3。

当将纺织材料放置于等离子体气氛中，材料受到等离子体中高能粒子的“轰击”，发生能量交换，就使纺织材料发生表面改性，过程如图4所示。

纺织材料由不同的聚合物构成，这些聚合物的典型的化学键键能约在3-8电子伏特之间（表4）。

可以看出，等离子体中活性粒子的能量大大超出聚合物分子中各类结合键的键能，足以破坏聚合物原有结构，在其表面引入某些官能团，或产生交联、接枝、聚合等一系列反应，使聚合物表面发生改性。

要强调的一点是，等离子体对材料的作用仅限于表面1-10μm深度，材料本体不受影响，因此等离子体处理主要用于改变材料的表面性质。

2.2等离子体技术在纺织加工中的应用

由于常用纺织品都不耐高温，在纺织加工中使用的等离子体均为低温等离子体。这是一种非平衡态等离子体，其电子温度高达104K以上，而粒子和原子温度仅300-500K。由于电子的热容量非常低，因此对整体贡献的热量很小，系统宏观温度仍接近室温。用这种等离子体处理纺织品，不会对其造成损害。

一般在纺织领域中常用的等离子体有电晕放电和辉光放电二类。

2.2.1电晕放电（corona discharge）

电晕放电是高电压（>15kv）低频（20-40kHz）放电。由于气氛是常压空气，等离子体中的活性粒子极易和周围空气分子碰撞而失活，活性粒子的自由程很短，因此对纺织品改性作用不强，只是在高电场中粒子获得很高动能，对纤维表面“轰击”而产生刻蚀，使纤维表面毛糙化，可用于提高纤维可纺性。上海纺织研究院曾开发了一套连续化的毛条处理设备，已在有关工厂试用。经处理的毛条可有效提高其可纺支数，生产高支毛织物。目前正在进行设备改进，以期早日投入生产。

2.2.2辉光放电（glow discharge）

辉光放电是纺织加工中最常用的等离子体技术，它是一种高频（10-100MHz，常用13.56MHz）低压（0.4-0.8Kv）放电。辉光放电分低压和常压二种形式。低压辉光放电又因使用电源不同分为常规等离子体（plasma，交流电源）和溅流刻蚀（sputter etching，直流电源）。后者在纺织加工中应用不多。

 (1)低压等离子体技术

低压等离子体技术操作时需要很高的真空度，常用压力在10-500pa之间。在此条件下，等离子体体系中气体密度很低，活性粒子因碰撞的失活的几率大大减少，活性粒子的自由程明显增大，从而可有效抵达纤维表面，使纤维产生各种形式的表面改性。当用氧气作等离子体气氛时，可在纤维表面引入-OH, -COOR,>C=O等极性基；使用氮为气氛时，可引入>NR，>NH2等含氮基团。在丙烯酸单体气氛中，纤维表面因引入-COO－基而带电，常用于制造蓄电池隔膜。以上处理均采用极性气氛，可不同程度地提高纺织品的亲水性。反之，若使用含氟单体作等离子体气氛，则纺织品表面因引入了含氟官能团而显示出良好的拒水拒油性能。

如前所述，等离子体中含有多种活性粒子。在处理中，除加入的气体或单体与材料的反应外，还有其他活性粒子的作用，甚至纺织材料在被等离子体处理时被分解的碎片也会参与反应，所以等离子体处理的化学反应十分复杂，如氮-等离子体处理后纺织材料上还可能引入含氧官能团，又如惰性气体氩作等离子体气氛时，处理效果和氧-等离子体十分接近，其原因尚不确定。

此外，由于等离子体处理可在纤维上产生自由基，如果处理后的纺织品立即用某种整理剂浸渍就有可能和该整理剂发生化学结合，所以等离子体处理后立刻浸轧阻燃、免烫、抗菌、抗紫外等整理剂，就能获得相应的整理效果。作为清洁生产工艺，等离子体表面改性或接枝技术有很好的前景，尤其在提高表面润湿性、粘结力、可印花性、阻燃性及对电磁波反射能力等方面的应用大有开发前途。

由于常规的等离子体技术要求高度真空条件，对加工设备的要求很高。这就是为什么该技术在上世纪七、八十年代就已经非常成熟，但产业化迟迟未能实现的主要原因。

等离子体技术作为一种无水加工技术有很多优越性，如化学品的消耗量极低；加工快捷，一般处理时间仅几分钟，甚至几十秒，处理效果仅限于表面，对纤维本体无不良影响等。通过选择适当的气氛、单体和加工工艺，等离子体技术在纺织加工中的应用面十分广泛，常见的有：

提高纤维可纺性

羊毛防毡缩

提高纤维亲水性

增加纤维表面粘结力

改进染色性能，提高染色深度

赋予纤维拒水拒油性能

提高天然纤维前处理效果（去油腊，脱胶等）

各种功能整理—防皱、阻燃、抗菌、抗静电

（2）常压等离子体技术

低压等离子体技术的局限性，主要是加工中要求高真空装置，因此设备复杂，价格昂贵，连续化生产的难度更大。为此，近年来不少科技工作者致力于常压等离子体技术的开发，常压等离子体通常在1大气压左右的工作压力下运作，但需用惰性气体充填。

常压等离子体也不完全是新的设计，19世纪后期欧洲人曾用二块平行极板在空气中进行线性放电产生臭氧以进行水的消毒处理，但这样的等离子体场是不均匀的，不能用于处理纺织品。后来日本和美国Tennesee大学相继开发了改进的常压等离子体装置，等离子体容器先以氦、氩等惰性气体充填，使之接近1大气压，随后再导入工作气体如氧或其他反应性气体。 影响常压等离子体设备运作稳定性的因素有：

电压：要求产生的电场强度足以离解气体，但又不能损伤纺织品。由于惰性气体离解所需能量比空气低得多，所以采用惰性气体代替空气充填容器。极板电压可在1-10kv变动。

电场频率：选用在一定范围内的频率至关重要。如果频率过低,放电不会发生，如果太高，则在极板间发生线状放电。只有在一个相当有限的频段才能形成放电均匀的常压等离子空间，常见的频段是1-10kHz。

极板：极板是在密封在容器内的二块平行的电极。密封是为了使操作气体组成不变。通常极板间距为0.6-5cm。

由此可见，常压等离子体设备也并非是一种简单装置。由于开发时间不长，正在进一步研究完善。

2.3等离子体技术的工业化应用现状

上世纪末，随着制造技术的进步，等离子体生产型设备相继问世。该技术也开始跨出实验室，步入工业化阶段。

首先开发的是低压等离子体生产型设备。已开发成功的均是间歇式的，如瑞士Techoplasma S.A.，俄罗斯Niekmi学院和意大利Inter公司合作开发的KPR系列等离子体加工设备，其中KPR-180型低压等离子体设备工作门幅180cm，织物运行速度8-80m/min，功率75-110kw，产量12000米/批。其最新产品KPR-270型设备工作幅宽可达2.7米。在莫斯科附近的一家生产羊毛披巾的工厂用该设备处理毛条，代替氯化处理来生产可印花毛织品，已正常生产多年，产品质量稳定，效果良好。目前该设备已由意大利Viero公司生产经营，据介绍该系列产品的工作幅宽为50-340cm，车速5-50m/min。中科院化学所已购买KPR-180设备一台，正在开发在纺织加工中的应用。

比利时Europlasma公司也生产工业用低压等离子体加工设备，工作幅宽40-180cm。上海某电子元件公司购进多台Europlasma 400 型设备，用于电子元件的清洁。东华大学国家染整工程技术研究中心也购买了一台上述设备，进行了等离子体对羊毛、合纤等织物的处理以改善其加工及服用性能，并已取得可喜的成效。

此外，日本山东铁工在1993-1997年间，研制了低压等离子体连续处理设备，采用分级降压的方法逐步达到所需的工作压力，其工作幅宽为1.8米，最大运行速度为70m/min。目前正在日本钟纺公司进行棉织物退浆精练的试验性生产。

在“十五”期间，苏州丝绸研究所和中国丝绸总公司合作开发了一台生产型的等离子体加工设备，工作门幅1.6cm。目前还在试运行。该设备的问世为该技术在我国实现产业化跨出了具有象征意义的第一步。

3.紫外光技术

虽然紫外光本身是辉光放电或电晕放电的一种组成部分，但单独的紫外光处理还有其独特的优点。首先这种处理可以在大气氛围中进行，不像低压辉光放电那样需要真空或常压辉光放电那样要有惰性气体充填。该技术已在塑料加工中被应用，旨在进行聚合物表面改性，以改进其粘结性能。但在纺织加工中应用还不太广泛。

日本京都工艺纤维大学Ueda等曾研究了用低压汞灯发出的紫外光（波长在185nm和254nm）处理棉织物以改变其染色性能。研究发现，和未经处理的棉相比，经紫外光照射过的棉织物被阴离子染料上染性能随照射时间的增加而不断下降；而对阳离子染料接受能力却大大增加，见表5所示。

紫外光技术还用于进行花样染色（pattened dyeing）。其方法如图5所示。

被染色样品先以带有所需花型的不透光材料覆盖，然后用紫外光辐照一定时间，再将辐照过的织物用阴离子染料浸染，可得到具有不同深浅的同色花型的染品。经辐照部分得色较浅，而被遮盖部分颜色较深。反之，如果在紫外光照射前，织物预先用某种单体处理，如甲基丙烯酸三甲铵，经紫外光照射，在纤维表面引发接枝聚合，当然作为竞争反应均体聚合也会同时发生。不管那种反应，由于聚合物末端带有铵基正离子－N+（CH3）3，可更多吸附阴离子染料，在这种情况下，辐照部分便获得深色花型。

通过FTIR和XPS分析，表明织物在紫外线辐照时发生了光氧化作用，纤维表面引入了醛基、羧基等官能团，造成棉织物染色性能发生变化。

4.其他辐射技术

4.1激光处理技术

近年来，德国西北纺织研究中心开发了一种新的激光技术用于纺织品加工，采他们用的是一种准分子气体激光器，所用气体包含三种组分：惰性气体（氩、氪、氙）、卤素（氟、氯）和缓冲气体（氖、氮）。原理是：当这些气体被激发并相碰撞，生成激化态的惰性气体和卤素的复合物。当激化态复合物发生能量消散时，发射出特定波长的紫外光，由于激化和能量消散过程是间歇的，所发射的紫外光就具有脉冲的特点。改变充填气体的组成，可获得波长在157、193、222、248、308和351nm的紫外激光。不同聚合物有其最有效的吸收波长，如PET在222nm吸收最大，而聚乙烯、聚丙烯等烯烃聚合物则在308nm有最高吸收。

当激光对合成纤维进行表面处理时，纤维表面被熔蚀，在垂直于纤维轴的方向产生规律性的波纹结构，这是由于激光短时间内发射的高能量光子所产生的热，使纤维部分熔融或解晶所造成，如图6所示。

和等离子体，紫外光等高能射线处理一样，激光处理也会引起纤维表面化学改性，从而提高纤维的可润湿性和粘合力，用于涂料印花或织物涂层时，粘结牢度可得到提高。当激光发射器含氟，就会产生拒水拒油效果。而且由于激光对纤维表面的熔融，使纤维变得十分粗糙，因而大大加强了拒水拒油作用，产生所谓的“超级拒油”效果。

东华大学周翔院士是国内进行纺织品激光处理的先行者，她的研究已取得了一定的成果，目前正在作更深入的工作。

激光处理的应用正在开拓。激光处理后的纤维聚合体（如无纺布）能产生更好的孔隙分布，其过滤作用得到加强，用于粒子分离或用作滤材，也可滤除尘埃，甚至用作清洁材料等。激光处理正在开发的应用还有：利用其热作用，将纳米颗粒（如金属氧化物）“包埋”在材料表面，或者可将薄层无机材料“烧结”到材料表面，如图7所示。

4.2 其他高能粒子流辐射技术

用其他高能粒子流，如电子流、中子流，?射线流等处理纺织材料，以实现表面改性的研究也有少量报道。有人曾用电子流引发纤维表面接枝聚合，以改进纤维性能。还有人将尼龙6用?射线和质子流处理，通过热分析和测定处理纤维的密度，表明尼龙在持续的辐照过程中，开始阶段纤维的结晶度有所提高，但长时间照射后，结晶度下降。

上述各种无水染整工艺不用水，无污染物排放，对环境几乎不产生有害影响。由于均为干法生产，加工中需要的能耗也大大低于常规工艺，是理想的清洁生产方式。其优越性引人注目，已引起了广大染整工作者的研究和开发热情。虽然目前离开工业化应用还有一定距离，但相信在不久的将来，无水清洁生产方式会逐渐走向工业化，从而真正改变传统染整生产高污染，高能耗的局面。