Comprensión de los textiles impermeables y resistentes al aceite

Abstracto. Este artículo aborda principalmente la investigación y los principios de las telas impermeables y resistentes al aceite, y presenta el proceso de producción y el rendimiento de las pruebas de las telas impermeables y resistentes al aceite más comunes. Las telas ignífugas BEGOODTEX también incorporan tecnología impermeable y resistente al aceite, lo que proporciona una protección integral.

Descripción general de los textiles impermeables y resistentes al aceite

Debido al creciente uso de textiles en diversas aplicaciones e industrias, ciertas telas especializadas ya no se conforman con tratamientos básicos de resistencia al agua. Las telas con propiedades tanto impermeables como resistentes al aceite son ahora el foco de atención gracias a su capacidad para repeler las manchas. La repelencia al agua de una tela indica su capacidad para repeler las gotas de agua al entrar en contacto con su superficie.

Descripción general del desarrollo de agentes de acabado impermeables y resistentes al aceite

En los últimos años, el uso de sustancias fluoradas ha experimentado un crecimiento significativo en tratamientos impermeables, resistentes al aceite y antiincrustantes para telas. La empresa estadounidense DuPont fue la primera en patentar el uso de loción como agente de acabado para hacer telas resistentes al agua y al aceite. En la década de 1950, la empresa estadounidense 3M creó un tratamiento para telas compuesto por perfluorocarboxilatos complejos de cromo.

Aplicación de fibras ultrafinas en textiles impermeables y oleófugos

En los últimos años, se ha producido un rápido desarrollo en la producción de fibras ultrafinas, lo que ha dado lugar a la creación de tejidos de ultraalta densidad. Este tejido se fabrica con fibras con espacios entre ellas más pequeños que las gotas de agua, pero más grandes que las de vapor de agua, lo que le confiere propiedades impermeables y transpirables. Este tejido de alta densidad es ligero, de textura suave y lisa, y ofrece una buena caída gracias a su fina estructura. Incluso sin ningún recubrimiento ni tratamiento impermeable, mantiene una alta resistencia al agua, lo que lo convierte en un valioso producto textil. Es excelente para limpiar la suciedad rápidamente sin dejar residuos; ¡se puede lavar y reutilizar! Esta herramienta de limpieza es práctica para todo tipo de tareas, tanto en talleres de maquinaria de precisión como en el hogar.

Aplicación del efecto hoja de loto en textiles impermeables y oleófugos

El agua que cae sobre las hojas de loto no se filtra, sino que se acumula en gotitas que se deslizan por su superficie, un fenómeno conocido como efecto hoja de loto. Científicos alemanes han utilizado este principio para crear revestimientos superficiales para edificios que repelen el agua y se limpian solos. También han aplicado el efecto loto para desarrollar prendas con propiedades similares.

Aplicación de materiales superhidrofóbicos en textiles impermeables y oleófugos

Los compuestos orgánicos y polímeros suelen tener superficies con energía que resisten fácilmente la humectación, mientras que los óxidos, sulfuros y sales inorgánicas presentan superficies de alta energía que son más propensas a humectarse fácilmente. Cuando el ángulo de contacto del agua supera los 90° en una superficie, esta se clasifica como hidrófoba. Si el ángulo de contacto supera los 150°, se denomina superficie superhidrófoba. Este tipo de superficie no solo repele el agua eficazmente, sino que también resiste el aceite, lo que la convierte en una superficie doblemente hidrófoba.

Aplicación del efecto pétalo en textiles impermeables y oleófugos

Se cree comúnmente que los pétalos son un tipo de accesorio de las hojas, con pelos presentes también en su capa externa. Ciertos pétalos de plantas presentan patrones o crestas internas a lo largo de las paredes exteriores de sus células epidérmicas. Además, la superficie de un pétalo presenta una textura rugosa y posee propiedades de resistencia al agua. Asimismo, existe una disposición de pequeñas proyecciones a lo largo de la superficie del pétalo, cada una con numerosos pliegues pequeños en sus puntas. Esta característica se conoce como el "efecto". En contraste con el efecto hoja de loto, existe otro efecto que exhibe no solo impresionantes propiedades hidrofóbicas, sino también excelentes capacidades de adhesión.

Aplicación de la nanotecnología en textiles impermeables y oleófugos

Las partículas ultrafinas, conocidas como nanopartículas, tienen dimensiones en el rango nanométrico, que se encuentran entre el tamaño de los átomos y el de las partículas convencionales. Las telas y los textiles son actualmente objeto de investigación por sus propiedades impermeables y resistentes al aceite mediante la aplicación de materiales nanofuncionales. Desarrollados para diversos fines, los procedimientos de tratamiento de telas incluyen el método de succión, el método de laminado por inmersión y el método de recubrimiento. La técnica de inmersión se utiliza principalmente en la elaboración de telas transpirables, adecuadas para prendas de verano y otoño, como tops, camisas y ropa informal para hombres y mujeres.

Mecanismo de acabado resistente al agua y al aceite

Mecanismo de tratamiento hidrófugo

Al adsorber una capa de sustancia sobre la superficie de un tejido, la superficie original de alta energía se transforma en una de baja energía, lo que resulta en un tejido con propiedades hidrófugas. Cuanto menor sea la energía superficial, mejor será el efecto. Según la energía superficial de diferentes sustancias, se pueden seleccionar parafina, siloxano, compuestos fluorados, etc., como agentes de acabado hidrófugos para tejidos.

Mecanismo de clasificación repelente al aceite

El mecanismo del acabado oleofóbico es muy similar al del acabado hidrófugo, pero sus requisitos son diferentes. Tras el tratamiento hidrófugo, se requiere que el tejido resista la penetración del agua bajo cierta presión, de modo que el agua no pueda mojarlo, y su ángulo de contacto debe ser superior a 90°. Por otro lado, el acabado oleofóbico solo requiere que el tejido no extienda aceite sobre su superficie al entrar en contacto con él, y que el ángulo de contacto sea superior a cero en ese momento. El valor de la energía libre interfacial del aceite es mucho menor que el del agua. Por lo tanto, para lograr el objetivo de rechazo del aceite, se requiere una tensión interfacial gas-sólido menor, generalmente inferior a la tensión superficial del aceite.

Tensión superficial crítica de diferentes polímeros
Polímero	Tensión superficial (MN/tamaño medio)	Polímero	Tensión superficial (MN/tamaño medio)
Productos de acabado hidrófugos a base de parafina	29	Ácido graso	22
Politetrafluoroetileno	18	Polidicloroetileno	40
Politrifluoroetileno	22	tereftalato de polietileno	43
Polidifluoroetileno	25	Éster de polietilenglicol	46
Polifluoroetileno	28	fibra de celulosa	72
Polietileno	31	Fibra de poliamida	46
Policloroetileno	31	lana de oveja	45
Poliestireno	33	alcohol polivinílico	Treinta y siete
cloruro de polivinilo	39	Fibra de cloruro de polivinilo	Treinta y siete
polimetilmetacrilato	39	Agente de acabado repelente al agua de silicona	26
Productos de acabado hidrófugos que contienen flúor	Diez	Ácidos grasos perfluorados (-CF3.)	6

La tensión superficial del líquido
Líquido	Tensión superficial (MN/tamaño medio)	Líquido	Tensión superficial (MN/tamaño medio)
Agua	72.8	Gasolina	22
80 gradosAgua	62	Aceite de algodón	32.4
Agua de lluvia	53	Aceite de oliva	32
Aceite para motor eléctrico	30.5	aceite mineral blanco	26.0
Aceite de cacahuete	40	Vino tinto	45
Solución tensioactiva que contiene flúor	18	Benceno	26
Ortoheptano	20	fluoruro de hidrocarburo	12
Leche, cacao	43	aceite de parafina	33

Mecanismo de limpieza antiincrustante y de fácil limpieza

Mecanismo antiincrustante.

La contaminación por petróleo es un concepto que abarca los contaminantes solubles en aceite y en agua, entre otros. Existen esencialmente dos fuentes de esta contaminación: las secreciones cutáneas humanas y los agentes externos. Normalmente, existen tres maneras de infundir en los tejidos la capacidad de ensuciarse: mediante técnicas de encolado, aplicaciones de películas y modificación química de las fibras.

Mecanismo fácil de limpiar y ordenar.

El tratamiento antiincrustante hidrófilo es un método que tiene como objetivo facilitar la limpieza reduciendo la tensión superficial de las fibras de los tejidos y evitando que la suciedad se adhiera a ellos durante el lavado.

Mecanismo de organización de las 'Tres Defensas' y las 'Cuatro Defensas'

La investigación en el campo del tratamiento impermeable y oleofóbico de textiles se orienta hacia un método que combina agentes de tratamiento a base de flúor con otros agentes funcionales, como acabados antiarrugas e ignífugos, para crear productos finales versátiles con características como protección UV y propiedades antibacterianas. Esta tendencia ha dado lugar al concepto de "tres medidas" y "cuatro medidas preventivas" en el acabado textil.

Producción de textiles impermeables y resistentes al aceite

Los agentes impermeabilizantes comúnmente utilizados en los procesos de acabado consisten principalmente en loción de jabón de parafina y aluminio, sales de amonio cuaternario de colina y compuestos complejos de estearato de cromo, derivados de hipometilmelamina, compuestos a base de silicona y compuestos orgánicos de flúor. Las sustancias orgánicas de flúor son especialmente conocidas por sus propiedades hidrófugas, oleófugas y antiincrustantes.

Tratamiento hidrófugo general

(1) Agente de acabado impermeable temporal

• Jabón de aluminio y jabón de circonio.

Una vez que la tela se remoja en una solución jabonosa, se trata posteriormente con acetato de aluminio para crear acetato de aluminio alcalino e hidróxidos de composición no especificada que se adhieren a la superficie de la tela. Este método se conoce como el método de dos pasos.

• Ceras y tejidos cerosos

Las sustancias cerosas se pueden aplicar a los tejidos ya sea en forma sólida, calentándolas hasta que se derritan, o como soluciones en solventes orgánicos y lociones con fines de tratamiento.

El jabón de parafina y aluminio es fácil de aplicar y económico. Pertenece a la categoría de sustancias eco-hidrófugas, especialmente adecuadas para el tratamiento de textiles industriales contra la penetración del agua, pero puede no resistir eficazmente los lavados repetidos.

• Agente de acabado repelente al agua a base de resina polimérica

Su ventaja es que se deposita sobre los tejidos, lo que les confiere un alto grado de repelencia al agua. La desventaja es que la solución de procesamiento es ácida, lo que puede causar fácilmente fragilidad y decoloración de los tejidos de fibra de celulosa durante el secado y el tratamiento térmico, especialmente en tejidos teñidos directamente con tintes.

(2) Agente de acabado repelente al agua duradero

Para garantizar que los tejidos posean cualidades repelentes al agua duraderas, como lavabilidad y resistencia a los procesos de limpieza en seco.

(3)Loción de aceite de silicona orgánica

Los compuestos de silicio orgánico presentan características similares a las de los compuestos poliméricos típicos. Pueden mejorar la impermeabilidad de un tejido sin comprometer su transpirabilidad, además de aumentar su resistencia al desgarro, la corrosión y las manchas.

Acabado impermeable, resistente al aceite y antiincrustante con flúor orgánico

Las sustancias fluoradas no sólo repelen el agua sino que también presentan resistencia a diferentes aceites, con niveles bajos de tensión superficial.

Comparación de varios agentes de acabado
.Hidrófugo	Resistencia al agua	Rechazar aceite	Durabilidad	Costo	Ámbito de aplicación	Clasificar el estilo del producto
Parafinas	Mismo	Diferente	Diferente	Bajo	Fibra de celulosa y otros	Sensación de jabón metálico, aumento de importancia
Clases reactivas como la triazina	Bien	Diferente	Mismo	Centro	fibra de celulosa	Grasiento y espeso
.Hidrófugo	Resistencia al agua	Rechazar aceite	Durabilidad	Costo	Ámbito de aplicación	Clasificar el estilo del producto
Siliconas	Bien	Diferente	Mismo	Centro	.Todo tipo de fibras	Demasiado resbaladizo
fluoruros orgánicos	Bien	Bien	Bien	Medio a alto	.Todo tipo de fibras	Suave y ajustable al tacto

Antiincrustante, fácil de limpiar y ordenar

El acabado antiincrustante suele ser bastante sencillo. Solo hay que añadir los aditivos durante el proceso de acabado con resina para obtener el resultado deseado. Estos aditivos específicos se conocen como agentes de acabado antiincrustantes.

El acabado textil implica principalmente la aplicación de agentes antiincrustantes de larga duración otelduración sobre las superficies de los tejidos. También se puede clasificar según su fijación a las fibras o tejidos.

1. Agentes antiincrustantes reticulados y fijados

Los agentes antiincrustantes reticulados y duraderos no se adhieren directamente a las fibras ni a los tejidos. Pueden combinarse con agentes de acabado de resina o reticulantes para unirse a las fibras mediante procesos de reticulación, lo que mejora eficazmente la durabilidad de las propiedades antiincrustantes.

2. Material formador de película de polímero

El ácido poliacrílico se utiliza como agente de acabado para prevenir la suciedad y facilitar la limpieza de los textiles, formando una película flexible sobre las fibras. Esto crea una superficie lisa con buena resistencia al lavado gracias a su afinidad con las fibras.

Tratamiento de las 'Tres Defensas' y las 'Cuatro Defensas'

Al aplicar métodos de acabado a tejidos con fluoropolímeros orgánicos, se crea una capa protectora en la superficie que les confiere una característica de "triple resistencia". La técnica tradicional de acabado de "cuatro resistencias" suele requerir dos baños para los agentes de "triple resistencia" y antiescaldamiento, lo que la hace lenta, compleja y requiere muchos recursos. Los avances en nuevos agentes y procesos de "triple resistencia" han permitido que los productos alcancen resultados excepcionales de "cuatro resistencias".

Prueba del rendimiento impermeable y resistente al aceite de los textiles

Prueba de rendimiento repelente al agua

1. Prueba de nivel de repelencia al agua

La resistencia al agua de los tejidos generalmente se evalúa a través de un método de prueba que evalúa su capacidad para repeler el agua de manera efectiva, a menudo basado en el protocolo AATCC 22:2014.

2. Prueba de rendimiento de resistencia a la presión del agua

Pruebe la resistencia de la muestra a la presión del agua conectando un manómetro de tubo. Antes de realizar el experimento, asegúrese de que el tanque de agua y la columna de agua del instrumento de prueba estén alineados con el plano del portamuestras.

3. Prueba de la lavabilidad de los tejidos

La ropa debe lavarse con frecuencia para mantener su frescura y limpieza. Las telas tratadas con productos químicos a base de flúor tienden a perder su resistencia al agua y a los aceites con el tiempo debido al aumento de la energía superficial. Este aspecto de la lavabilidad es crucial para evaluar el rendimiento de los materiales impermeables y oleofóbicos.

4. Pruebas de transpirabilidad de tejidos

La capacidad de los materiales para dejar pasar el aire se ve influenciada principalmente por las aberturas en su superficie, las cuales se forman según la densidad del tejido. La transpirabilidad de los textiles se puede comprobar con un test de aliento para tejidos.

Prueba de rendimiento repelente al aceite

Utilice soluciones de prueba comunes de diferentes hidrocarburos con diferentes tensiones superficiales sobre la superficie del revestimiento y observe cómo reacciona el tejido recubierto al humedecerse. Determine el nivel de oleorrepelencia con base en la solución estándar numerada que no humedece la superficie del tejido.

Prueba de rendimiento de fácil limpieza

Las formas típicas de preparación incluyen el tratamiento y la limpieza de aguas residuales, así como de aguas residuales sintéticas. Los métodos experimentales más populares incluyen la tinción de gotas y la tinción por fricción.

Explorando los textiles impermeables y resistentes al aceite BEGOODTEX

Tejido impermeable BEGOODTEX Se crea mediante el tratamiento de un tejido ignífugo mediante un proceso que crea una película protectora duradera en su superficie, lo que lo hace impermeable y resistente al aceite y las manchas. Esto se conoce comúnmente como tejido "triple prueba". La capacidad de repeler el agua se logra aplicando una película sobre la superficie del tejido sin obstruir sus poros. Esto permite que el tejido sea impermeable y transpirable simultáneamente, adecuado para tiendas de campaña al aire libre, cortinas, y ropa de protección contra incendios.