《拒水拒油整理》PPT課件

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1、拒水拒油整理張曉莉UntreatedandNano-treated一、應(yīng)用拒水拒油服裝既能抵御雨水、油跡、寒風(fēng)的入侵，保護(hù)肌體，又能讓人體的汗液、汗氣及時地排出，從而使人體保持干爽和溫暖。拒水拒油服裝可以用于勞動保護(hù)服裝、軍服、運(yùn)動服，例如鉆井、修井、物探、測井等接觸油水介質(zhì)頻繁的工人的工作服，而且也可以用于制作風(fēng)、雨衣。應(yīng)用在裝飾、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的具有拒水拒油功能的餐桌布、汽車防護(hù)罩、旅行包、旅行裝、帳篷等也備受青睞。因此它具有廣闊的發(fā)展前景。市場的需求世界最大服裝零售商GAP公司世界最大的零售商沃爾瑪公司美國零售巨頭Target公司歐洲零售巨頭H&M公司世界著名服裝制造商貝那通(

2、Benetton)公司每年在我國均有相當(dāng)數(shù)量的拒水、拒油和易去污整理的功能紡織品的生產(chǎn)采購。二、荷葉效應(yīng)荷葉的“自潔性”源于其表面的微細(xì)結(jié)構(gòu).荷葉表面有許多乳頭狀凸起,凸起部分的高度為5～10μm,凸起之間的間隙為10～15μm,乳頭狀的表面又被許多直徑為1nm蠟質(zhì)晶體所覆蓋.荷葉的表面微觀結(jié)構(gòu)在這些微小的凹凸之間,儲存著大量的空氣.當(dāng)水滴落到荷葉上時,由于空氣層、乳頭狀突起和蠟質(zhì)層的共同托持作用,使得水滴不能滲透,而能自由滾動.荷葉的自潔原理示意圖荷葉拒水必須具有以下條件：(1)表面材料必須拒水，水在其表面接觸角必須大于90(2)表面必須是粗糙的，而且粗糙程度必須是納米水平或接

3、近納米水平。拒水、拒油和易去污整理的本質(zhì)是在織物表面施加一層特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，使其高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?，以此獲得具有拒水、拒油、易去污效果的織物，且表面能愈小效果愈好。一般“三防”整理是通過控制表面粗糙度與降低表面能，使與水或油的接觸角高于120o來達(dá)到拒水拒油的效果。液滴在固體表面上的接觸角主要決定于固體和液體的表面能以及液體與固體的界面能。液滴在固體表面上受到下列平衡力的作用，三相交界點(diǎn)的合力為零。三、拒水拒油整理原理當(dāng)一滴液體滴在某一固體表面上時，會出現(xiàn)如下情況：(1)液體有可能完全鋪展在固體表面上形成一層水膜，這種情況為液體完全濕潤固體。如圖1中(a)所示。(2)液體有可能

4、成水滴狀。在這種情況下，由固體表面和液體邊緣切線形成一個夾角θ，這個角稱為接觸角。當(dāng)0o<θ<90o時，如圖1中(b)所示，液體部分濕潤固體；當(dāng)90o<θ<18Oo，如圖1中(c)所示，液體不濕潤固體。當(dāng)液滴落在織物表面上時，只會出現(xiàn)兩種情況：(1)當(dāng)接觸角小于90o時，液滴開始呈圖1(b)的形狀，但在極短的時問后，液滴就會向四周擴(kuò)散并滲入織物中。(2)當(dāng)接觸角大于90o時，液滴呈圖1(c)的形狀。接觸角越大，保持的時間越長。織物傾斜時，液滴會滾落。根據(jù)Young方程式：拒水、拒油的條件是固體的界面張力必須小于液體的表面張力3.1潤濕方程從表1中可看出，不同的測定者，數(shù)據(jù)是有差異

5、的。但從總體上看，沒有一種纖維使水在其表面的接觸角大于90o。所以常用紡織纖維都不具有拒水能力。當(dāng)然，更不具有拒油的能力。按黏附功和內(nèi)聚功的概念，要將液滴從固體表面上撕裂，必須克服其單位面積的黏附功WaWa=γS+γL-γSLWa是液-固相間的附著力，說明在此過程中，產(chǎn)生了兩個新表面，其張力分別為γS和γL，撕裂后γSL已不存在。3.2粘附功和內(nèi)聚功確定固體表面能比較難，所以由表面能判斷是否潤濕也不太容易。然而，接觸角和液體的表面張力是較易測定的。而通過物體的表面張力，容易得到液、固接觸時的接觸角，從而確定是否潤濕。Wa=γL(1+Cosθ)θ越小，Wa就越大，即固體容易被液滴潤

6、濕，反之，固體就有不同程度的抗?jié)裥阅?內(nèi)聚功是將截面為單位面積的液柱分割成兩個液柱所需之功，反映了液體自身間的結(jié)合程度，在這一過程中，產(chǎn)生了兩個新表面。Wc=2γL哈金斯提出鋪展系數(shù)SS=Wa–Wc=γS-（γL+γSL）若S>0，液滴將在固體表面鋪展(既潤濕或滲透)；若S<0，液滴在固體表面不鋪展(即成珠狀)。若要水或油滴在固體表面成珠狀，則必須使固體界面張力γS小于液滴的界面張力γL。3.3臨界表面張力固體的界面張力一般都用外推法間接測定，這種方法測定的固體的界面張力稱為固體的臨界表面張力γc。表面張力低于固體的γc的液體，能在該固體表面隨意鋪展和潤濕，而表面張力高于固體γc

7、的液體，則在固體表面形成不連續(xù)的液滴，其接觸角大于零。固體臨界表面張力γc的物理意義在于，只有表面張力低于γc的液體，才能在該固體表面鋪展，而表面張力高于γc的液體，則在固體表面形成不連續(xù)的液滴，其接觸角大于零。表2是一些常見聚合物的臨界表面張力γc表3是一些常見液體的表面張力。表2一些常見聚合物的臨界表面張力表3一些常見液體的表面張力雨水的表面張力為53mN／m，一般油類的表面張力為20～30mN／m織物拒水：表面張力＜53mN／m織物拒油：表面張力＜20～30mN／m一般的纖