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拒水整理通过在织物表面施加特殊整理剂,改变纤维表面组成实现拒水效果,透气性不变。拒水原理涉及表面张力和粗糙度,降低界面张力和增加粗糙度可提高拒水效果。
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一、什么叫做拒水

拒水的概念是在织物表面施加一种具有特殊分子结构的整理剂,改变纤维表面层的组成,并以物理、化学或物理化学的方式与纤维结合,使织物不再被水所润湿这种整理工艺称为拒水整理,所用的整理剂称为拒水整理剂。由于水剂在纤维的表面不是形成连续的薄膜,因此透气性没有明显的变化。

防水整理是在织物表面涂上一层不透水的连续性薄膜,阻止水滴的渗透并且经受长时间的雨淋和一定的水压,同时阻止水汽的透过,透气性明显下降的处理过程。作为防水剂的材料有沥青、干性油、纤维素衍生物、各种乙稀系树脂、各种橡胶、聚氨酯树脂等。

二、拒水的原理是什么

2.1、表面张力

多相体系中相与相之间存在着界面。习惯上人们仅将气液,气固界面称为表面。表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。将水分散成雾滴,即扩大其表面,有许多内部水分子移到表面,就必须克服这种力对体系做功一表面功。

一滴液体水滴或者油滴在某一表面光滑的固体上,如液滴不润湿该表面,达平衡时则存在三个界面,即液-气、固-气和固-液界面,其张力分别为γlv、γsv、γsl。γlv和γsv之间有个接触角,液滴在固体表面上的平衡状态如图1所示。

如图1所示(0≤接触角≤180°)

接触角=0,则液滴在固体表面扩散即固体被液滴润湿:;

接触角<90°固体被润湿;

接触角>90°液珠易于滑落,固体不易润湿,具有拒水能力;

接触角=180°完全不润湿,完全拒水能力。

当三个界面张力达到平衡时,它们之间存在如下关系式如下:

在理想状态下,我们将实验界面当做成一个光滑的平面,实验过程中液体水(或油)与气体(空气)的表面张力为一定值。由以上公式可知:γsv降低,接触角增加,当γsv降低到一定程度时,接触角>90°时,该固体表面就有了一定的拒水效果,界面变为疏水界面,随着接触角的不断增加,拒水能力,不断提高,甚至达到据油污的效果。当接触角大于150°时,该界面达到了超疏水自清洁的的能力,因此降低γsv—直以来都是我们要追求的目标。

2.2、粗糙度

在实际情况下,接触角不是一个简单的数值。上式中的只适用于在光滑理想状态下的情况,通常可观察到接触角有前进与后退的区别。例如:液滴在固体表面上前进时的接触角较后退的接触角要大,因此造成了接触角滞后的现象,造成该现象是由种种原因引起的,但主要是由于表面不匀即表面粗糙)和表面对液滴的吸附所致。

实际上固体表面一般不是完全光滑的。可以用液滴在表面上表观(或宏观)的接触面积A。与微观的接触面积Ar之比来表示该表面的粗糙度。其关系式如下:

在上式中,为实测表面接触角,为在光滑表面的接触角。由此可知,如液滴在光滑表面上接触角小于90°,则在其粗糙表面上的接触角将更小些,在光滑表面上接触角大于90°,则在其粗糙表面上的接触角将更大些。

换言之,一个水不能润湿的光滑表面,如其表面粗糙则水更不易润湿。这就是经拒水整理的绒面织物,其拒水效果格外优良的原因所在。织物是一个更为复杂的问题。

三、结论

由上述可知,改变织物表面的表面张力和织物的粗糙程度可以用来调节织物表面的疏水性能,即想要获得良好的拒水效果,最直接的两个方面:

一、降低织物表面的界面张力;

二、增加织物表面的粗糙程度。

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