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织物拒水机理

来源:印染在线 发布时间:2010年05月12日

织物的润湿就是使水或溶液在织物表面迅速展开。一滴液体滴在固体表面上,会受到液体和固体表面张力(分别用σL和σS表示)以及液固间的界面张力(σLS)的作用,当液滴在固体表面处于平衡状态时(如图4-1),这三种力应满足下列方程:图 4-1液滴在固体表面上的平衡状态示意 图4-2 液滴在倾斜或粗糙的固体表面形成的接触角在拒水整理中可将液体(水)的表面张力(σL)看作常数。从拒水要求来看,若0°<θ<90°,则液滴部分润湿该固体表面;若θ>90°,则不能润湿固体表面,液滴在固体表面上成珠状。θ越大,润湿性越差;若θ=0°,则液滴在固体表面扩散(铺展),固体被液滴完全润湿。接触角θ越大越有利于水滴滚动,即σS-σLS越小越好。另一方面,织物拒水性能的好坏也表示了水滴从织物表面离去的难易,可用水滴在倾斜或粗糙的固体表面形成接触角来说明(见图4-2)。后退接触角越大,水滴就越容易从表面脱离,即防水性能越好。纤维种类不同,其接触角也不同。其中棉和粘胶与水的接触角较小,习惯上称为亲水性纤维;合成纤维与水的接触角均较大,故称为疏水性纤维,其中聚丙烯腈纤维是例外。在纤维中,一般吸湿性和膨润性小的,其接触角较大。羊毛的接触角较大与其表面鳞片的结构有关。但水在各种纤维表面的θ都小于90°,所以都能被水部分润湿。接触角并非润湿的原因,而是其结果,因此有人采用固体的表面能来预测某液体在该固体上的润湿性能。由于固体表面张力几乎无法测量,为了了解固体表面的可润湿性,有人测定它的临界表面张力(接触角恰好为0°时该液体的表面张力,可采用外推法求得)。临界表面张力虽然不能直接表示该固体的表面张力,而是表示了γS-

γLS的大小,却能说明该固体表面被润湿的难易。临界表面张力概念,对于预测对抗某种液体润湿拒水整理品的化学性能是相当有用的。水具有高表面张力(72.0×10-5N/cm,25℃〕,因此,临界表面张力为30×10-5N/cm左右的疏水性脂肪烃类化合物,或用表面张力为24×10-5N/cm的有机硅整理剂,可具有足够的拒水性。

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