第三章-拒水拒油整理

第三章拒水拒油整理一、定义二、拒水和拒油的原理三、影响织物拒水拒油性的因素四、常见拒水拒油剂五、整理工艺六、拒水拒油性能测试一、定义1、拒水拒油整理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，并牢固地附着于纤维或与纤维化学结合，使织物不再被水和常用的食用油类所润湿，这样的工艺称为拒水和拒油整理。2、拒水和防水的区别以疏水性化合物沉积于纤维表面，织物表面留有孔隙，空气和水汽还可透过以不透水的化合物充填织物表面的孔隙，不仅防水，而且不透气防水性织物防水拒水孔隙填塞敞开透水汽性无到很小小到大透气性无到很小一般较大耐水渗透性即使在外界水压作用下，也有高抗水渗透能力可抗小水滴和雨滴的润湿，但在外界水压作用下可透水LGSLSGγγγcosθ1、杨氏(Young)润湿方程LGcosθγγγLGSLSGθ=0完全润湿0θ90部分润湿θ90不润湿θ=180完全不润湿SGSLθSGSL二、拒水和拒油的原理SGSL2、表面张力（1）定义沿着与表面相切方向垂直作用于表面上任意单位长度的表面紧缩力。N/mJ/m2液面为曲面：指向该点的切线方向。（2）影响表面张力的因素①与物质种类关系很大：原因：不同的物质，分子间作用力不同。金属键、离子键、极性分子②温度温度物质膨胀分子间距离分子间吸引力名称表面张力/mN·m1名称表面张力/mN·m1水72.8四氯化碳26.9硝基苯41.8丙酮23.7二硫化碳33.5甲醇22.6苯28.9乙醇22.3甲苯28.4乙醚20.1全氟庚烷13.2－－20℃时一些液体的表面张力LGSLSGγγγcosθSGSL3、拒水和拒油的条件（1）表面张力液体能否润湿固体表面，决定于固体的表面张力（SG）和液－固的界面张力（SL）。SGSLcosLG常数LGSLSGγγγ拒水拒油性能缺陷：SG和SL不能直接测量。固体的临界表面张力（c）SGSG’ELG+SL整理剂降低纤维表面张力,使之拒水或拒油。SGLG+SL，自动铺展cSL，不润湿cSL，润湿水SL=72×10－5N/cm油SL=15×10－5N/cm纤维的c必须小于这两个数值，才有拒水或拒油效果。一般未整理纤维难达到这要求。纤维或固体的表面张力c/mN·m1液体的表面张力/mN·m1纤维素纤维200锦纶46涤纶43氯纶37石蜡类拒水整理品29有机硅类拒水整理品26聚四氟乙烯18含氟类拒水整理品10水72雨水53红葡萄酒45牛乳43花生油40石蜡油33橄榄油32重油29常见纤维或固体的c及液体的表面张力食用油：32～35（2）接触角θ越大，拒水和拒油性能越好纤维种类棉羊毛粘胶锦纶涤纶腈纶丙纶接触角(°)59813864675390表面粗糙鳞片结构亲水性纤维与水的接触角较小。疏水性纤维与水的接触角较大。水在各种纤维表面的接触角都小于90，都能被水部分润湿。三、影响织物拒水拒油性的因素1、纤维表面的粗糙度表面光滑，接触角小；表面粗糙，接触角大。棉59粘胶382、纤维间的毛细管间隙毛细管空隙和纤维间空隙的小，拒水拒油性好。适当的组织结构，可以形成自封闭的织物，如棉织物的水龙带。3、纤维的化学组成和几何形状润湿性由固体表面原子或暴露的原子团的性质和堆集状态决定，与内部原子或分子的性质和排列无关。气/固界面上低表面能的原子团及临界表面张力表面组成暴露的原子团临界表面张力c/mN·m1碳氟化合物—CF36—CF2H15—CF2—CF2—18—CF2—CFH—22碳氢化合物—CH322—CH2H—CH2—31四、常见的拒水剂和拒油剂拒水剂和拒油剂是一种具有低表面能基团的化合物，整理织物时，在织物的纤维表面均匀覆盖一层拒水剂或拒油剂分子，并由它们的低表面能原子团组成新表面层，使水和油均不能润湿。拒水剂：烷基（—CnH2n+1）拒油剂：全氟烷基（—CnF2n+1）主要有：吡啶化合物、有机硅类、有机氟类、亚乙烯胺类等五、整理工艺1、拒水整理工艺（1）吡啶类拒水剂----耐久洗涤30次以上，仍有一定的拒水性能。维兰PF：硬脂酸酰胺亚甲基吡啶氯化物纤维素醚工艺流程：二浸二轧烘干焙烘皂洗水洗烘干40℃，70%轧余率150℃，3min.整理液处方：维兰PF60g/L乙醇60ml(接受HCl)NaAc20g/L水至1000（2）有机硅类拒水剂含氢硅氧烷：—Si—H，氧化、水解反应，交联成膜。为改善织物手感，通常将两种不同结构的聚硅氧烷混用。聚二甲基硅氧烷聚甲基含氢硅氧烷工艺流程：多浸多轧烘干焙烘水洗烘干整理液：甲基含氢硅烷乳液30g/L羟基硅烷乳液70g/L胺化环氧交联剂14.2g/L醋酸锌10.8g/L氯氧化锆5.4g/L一乙醇胺4.5g/L水至10002、拒油整理工艺有机氟类化合物。单独使用：原料价较高、拒水效果不够理想。拒油剂与拒水剂混合使用：不会影响拒油性能，对拒水效果、耐洗涤和耐干洗性都有提高。工艺流程：浸轧烘干焙烘净洗烘干整理液：有机氟FC-208133g/LVelanPF80乙醇80醋酸钠26水至10003、拒水拒油涂层涂层整理：在织物表面涂覆或粘合一层高分子材料，使其具有独特的性能。涂层的工艺方式：轧挤法、刮刀法、挤塑法、粘合法、喷涂法、浸涂法涂层剂：聚四氟乙烯涂层后使织物具有均匀的微孔，拒水拒油。六、拒水拒油性能测试1、织物表面抗湿性测定5级制国家标准测试方法250mL水（20℃）从漏斗中喷淋2、织物抗渗水性测定经调湿的试样在试样夹中，以试样的一面承受持续上升水压，以表示水透过织物所遇到的阻力，即抗渗水性。在标准条件下(水是新鲜的蒸馏水或去离子水，温度为20±2℃或27±2℃，水压上升速率为10±0.5厘米水柱/分钟或60±3厘米水柱/分钟)，直到有三滴水珠渗出为止，以第三滴水珠出现时的水压为准，以厘米水柱表示之。测定织物抗渗水性的仪器，一般采用联通管型，试样受压面积为100厘米2。3、织物拒油性能测试用一系列不同表面张力的标准试液来测定，标准试液为各种烃类。将标准试液滴在织物表面上，保持一定时间（如3min），观察其润湿情况，以能在织物表面成珠的最高级标准试液的级数表示。拒水拒油条件织物要不被水或油润湿，根据润湿方程：Cosθ=rs-rsLrLθ要大，只有使rs变小，而液体的rL无法改变。液滴达到织物上，是自发润湿铺展，还是成珠状滚落，与其受力有关，或与体系能量变化有关。ErsrL+rsLS=-△E=-[(rL+rsL)-rs]=rs–(rL+rsL)0铺展0珠缩△E0自发铺展rL+rsL△E0自发珠缩单位表面rs消失，rL、rsL形成铺展系数佛山市丰利来定型厂有限公司拒水产品佛山市丰利来定型厂有限公司拒油产品