Compreendendo os têxteis impermeáveis ​​e à prova de óleo

Resumo. Este artigo aborda principalmente a pesquisa e os princípios dos tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo, apresentando o processo de produção e os testes de desempenho dos principais tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo. Os tecidos retardantes de chamas BEGOODTEX também incorporam tecnologia impermeável e resistente a óleo, proporcionando proteção completa ao tecido.

Visão geral dos tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Devido ao crescente uso de têxteis em diversas aplicações e indústrias, certos tecidos especializados não se contentam mais com tratamentos básicos de resistência à água. Tecidos que apresentam propriedades impermeáveis ​​e resistentes a óleo são agora o foco de desenvolvimento devido à sua capacidade de repelir manchas. A repelência à água de um tecido indica o quão bem ele consegue repelir gotas de água quando estas entram em contato com sua superfície.

Visão geral do desenvolvimento de agentes de acabamento impermeabilizantes e resistentes a óleo

Nos últimos anos, houve um crescimento significativo no uso de substâncias fluoradas para tratamentos impermeabilizantes, resistentes a óleo e anti-incrustantes em tecidos. A empresa americana DuPont foi a primeira a patentear o uso de loção como agente de acabamento para tornar os tecidos resistentes à água e ao óleo. Na década de 1950, a empresa americana 3M criou um tratamento para tecidos que consistia em perfluorocarboxilatos de cromo complexos.

Aplicação de fibras ultrafinas em têxteis impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Nos últimos anos, houve um rápido desenvolvimento na produção de fibras ultrafinas, resultando na criação de tecidos de ultra-alta densidade. Este tecido é feito com fibras cujos espaços entre elas são menores que gotas de água, mas maiores que gotículas de vapor de água, conferindo-lhe propriedades impermeáveis ​​e respiráveis. Este tecido de alta densidade é leve, tem uma textura macia e suave e oferece bom caimento devido à sua estrutura fina. Mesmo sem qualquer revestimento ou tratamento impermeabilizante, mantém alta resistência à água, tornando-se um produto têxtil valioso. É excelente para limpar sujeira rapidamente sem deixar resíduos; você pode lavá-lo e reutilizá-lo! Esta ferramenta de limpeza é prática para todos os tipos de tarefas, seja em ambientes de trabalho com máquinas de precisão ou em residências.

Aplicação do efeito da folha de lótus em tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo

A água que cai sobre as folhas de lótus não se infiltra nelas; em vez disso, acumula-se em gotículas que deslizam pela superfície da folha — um fenômeno conhecido como efeito lótus. Cientistas alemães utilizaram esse princípio para criar revestimentos de superfície para edifícios que repelem a água e se autolimpam. Eles também aplicaram o efeito lótus para desenvolver roupas com propriedades semelhantes.

Aplicação de materiais super-hidrofóbicos em tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Compostos orgânicos e polímeros tipicamente possuem superfícies com alta energia que resistem facilmente à molhagem, enquanto óxidos, sulfetos e sais inorgânicos exibem superfícies de alta energia que são mais propensas a serem molhadas com facilidade. Quando o ângulo de contato da água em uma superfície excede 90°, ela é classificada como hidrofóbica. Se o ângulo de contato ultrapassar 150°, a superfície é denominada super-hidrofóbica. Esse tipo de superfície não apenas repele a água eficazmente, como também resiste ao óleo, tornando-se uma superfície duplamente hidrofóbica.

Aplicação do efeito pétala em tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Geralmente se considera que as pétalas são um tipo de acessório foliar, com pelos presentes também em sua camada externa. Certas pétalas de plantas exibem padrões ou sulcos internos ao longo das paredes externas de suas células epidérmicas. Além disso, a superfície de uma pétala apresenta uma textura rugosa e possui propriedades hidrofóbicas. Ademais, existe uma disposição de minúsculas projeções por toda a superfície da pétala, cada uma com inúmeras pequenas dobras em suas pontas. Essa característica é conhecida como "efeito". Em contraste com o efeito da folha de lótus, existe outro efeito que exibe não apenas propriedades hidrofóbicas impressionantes, mas também excelentes capacidades de adesão.

Aplicação da nanotecnologia em tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Partículas ultrafinas, conhecidas como nanopartículas, possuem dimensões na escala nanométrica, situando-se entre o tamanho dos átomos e o das partículas convencionais. Tecidos e têxteis são atualmente um tema de pesquisa devido às suas propriedades impermeáveis ​​e resistentes a óleo, por meio da aplicação de nanomateriais funcionais. Utilizados para diversas finalidades, os procedimentos de tratamento de tecidos incluem o método de sucção, o método de imersão e o método de revestimento. A técnica de imersão é predominantemente utilizada na confecção de tecidos respiráveis ​​para roupas de verão e outono, como blusas, camisas e vestuário casual para homens e mulheres.

Mecanismo de acabamento à prova d'água e resistente a óleo

Mecanismo de tratamento repelente à água

Ao adsorver uma camada de substância na superfície de um tecido, a superfície originalmente de alta energia pode ser transformada em uma superfície de baixa energia, resultando em um tecido com propriedades repelentes à água. Quanto menor a energia superficial, melhor o efeito. De acordo com a energia superficial de diferentes substâncias, parafina, siloxano, compostos fluorados, etc., podem ser selecionados como agentes de acabamento repelentes à água para tecidos.

Mecanismo de classificação repelente de óleo

O mecanismo do acabamento repelente a óleo é muito semelhante ao do acabamento repelente à água, mas seus requisitos são diferentes. Após o tratamento repelente à água, exige-se que o tecido resista à penetração de água sob certa pressão, de modo que a água não molhe o tecido, e seu ângulo de contato deve ser maior que 90°. Já o acabamento repelente a óleo exige apenas que o tecido não espalhe óleo em sua superfície ao entrar em contato com ele, e o ângulo de contato deve ser maior que zero nesse momento. O valor da energia livre interfacial do óleo é muito menor que o da água. Portanto, para atingir o objetivo de repelir o óleo, é necessária uma tensão interfacial gás-sólido menor, geralmente inferior à tensão superficial do óleo.

Tensão superficial crítica de diferentes polímeros
Polímero	Tensão superficial (MN/Tamanho médio)	Polímero	Tensão superficial (MN/Tamanho médio)
Produtos de acabamento repelentes à água à base de parafina	29	Ácido graxo	22
politetrafluoroetileno	18	Polidicloroetileno	40
Politrifluoroetileno	22	tereftalato de polietileno	43
Polidifluoroetileno	25	éster de polietilenoglicol	46
Polifluoroetileno	28	Fibra de celulose	72
Polietileno	31	fibra de poliamida	46
Policloroetileno	31	Lã de ovelha	45
Poliestireno	33	Álcool polivinílico	Trinta e sete
Cloreto de polivinila	39	fibra de cloreto de polivinila	Trinta e sete
Polimetilmetacrilato	39	Agente de acabamento repelente à água à base de silicone	26
Produtos de acabamento repelentes à água que contêm flúor	Dez	Ácidos graxos perfluorados (-CF3.)	6

A tensão superficial do líquido
Líquido	Tensão superficial (MN/Tamanho médio)	Líquido	Tensão superficial (MN/Tamanho médio)
Água	72.8	Gasolina	22
80 graus de água	62	Óleo de semente de algodão	32.4
Água da chuva	53	Azeite	32
óleo de motor elétrico	30.5	Óleo mineral branco	26.0
Óleo de amendoim	40	Vinho tinto	45
Solução surfactante contendo flúor	18	Benzeno	26
Ortoheptano	20	Fluoreto de hidrocarboneto	12
Leite, cacau	43	óleo de parafina	33

Mecanismo de limpeza anti-incrustante e fácil de limpar

Mecanismo anti-incrustante.

A poluição por óleo é um conceito que engloba contaminantes solúveis em óleo e poluentes solúveis em água, entre outros. Existem essencialmente duas fontes dessa poluição: as secreções da pele humana e agentes externos. Normalmente, existem três maneiras de conferir aos tecidos a capacidade de sujeição a incrustações: por meio de técnicas de engomagem, aplicação de películas e modificação química das fibras.

Mecanismo fácil de limpar e organizar.

O tratamento hidrofílico anti-incrustante é um método que visa facilitar a limpeza, reduzindo a tensão superficial das fibras dos tecidos e impedindo que a sujeira grude neles durante a lavagem.

Mecanismo de organização das 'Três Defesas' e das 'Quatro Defesas'

A pesquisa na área de tratamento impermeabilizante e anti-óleo de têxteis está caminhando para um método que envolve a combinação de agentes de tratamento à base de flúor com outros agentes funcionais, como acabamentos antirrugas e retardantes de chamas, para criar produtos finais versáteis com características como proteção UV e propriedades antibacterianas. Essa tendência deu origem ao conceito de “três medidas” e “quatro medidas preventivas” no acabamento têxtil.

Produção de têxteis impermeáveis ​​e resistentes a óleo

Os agentes impermeabilizantes comumente utilizados em processos de acabamento consistem principalmente em loção de sabão de parafina e alumínio, sais de amônio quaternário de colina e compostos complexos de estearato de cromo, derivados de hipometilmelamina, compostos à base de silicone e compostos orgânicos de flúor. As substâncias orgânicas de flúor são particularmente conhecidas por suas propriedades hidrorrepelentes, oleorrepelentes e anti-incrustantes.

Tratamento geral repelente à água

(1) Agente de acabamento impermeabilizante temporário

• Sabonete de alumínio e sabonete de zircônio.

Após o tecido ser imerso em uma solução de sabão, ele é tratado posteriormente com acetato de alumínio para criar acetato de alumínio alcalino e hidróxidos de composição não especificada que aderem à superfície do tecido. Essa abordagem é conhecida como método de duas etapas.

• Ceras e tecidos encerados

Você pode aplicar substâncias cerosas em tecidos tanto na forma sólida, aquecendo-as até que derretam, quanto como soluções em solventes orgânicos e loções para fins de tratamento.

O sabão de parafina e alumínio é fácil de aplicar e econômico. Ele se enquadra na categoria de substâncias repelentes à água ecológicas, particularmente adequadas para o tratamento de tecidos industriais contra a penetração de água, mas que podem não resistir eficazmente a lavagens repetidas.

• Agente de acabamento repelente à água à base de resina polimérica

Sua vantagem é a capacidade de se depositar nos tecidos, conferindo-lhes um alto grau de repelência à água. A desvantagem é que a solução de processamento é ácida, o que pode facilmente causar fragilidade e descoloração dos tecidos de fibra de celulose durante a secagem e o tratamento térmico, especialmente em tecidos tingidos diretamente com corantes.

(2) Agente de acabamento repelente à água durável

Para garantir que os tecidos possuam qualidades repelentes à água duradouras, como a lavabilidade e a resistência aos processos de lavagem a seco.

(3) Loção de óleo de silicone orgânico

Os compostos orgânicos de silício exibem características semelhantes às dos compostos poliméricos típicos. Eles podem melhorar as propriedades de resistência à água de um tecido sem comprometer sua respirabilidade, além de aumentar a resistência ao rasgo, à corrosão e a manchas.

Acabamento orgânico fluorado à base de água, óleo e anti-incrustante

As substâncias fluoradas não só repelem a água, como também apresentam resistência a diferentes tipos de óleo, possuindo baixos níveis de tensão superficial.

Comparação de vários agentes de acabamento
Repelente à água	Resistência à água	Rejeitar óleo	Durabilidade	Custo	Âmbito de aplicação	Defina o estilo do produto
Parafinas	Mesmo	Diferente	Diferente	Baixo	Fibra de celulose e outros	Sensação de sabão metálico, aumento de importância
Classes reativas como a triazina	Bom	Diferente	Mesmo	Centro	Fibra de celulose	Gorduroso e espesso
Repelente à água	Resistência à água	Rejeitar óleo	Durabilidade	Custo	Âmbito de aplicação	Defina o estilo do produto
Silicones	Bom	Diferente	Mesmo	Centro	Todos os tipos de fibras	Muito escorregadio
Fluoretos orgânicos	Bom	Bom	Bom	Médio a alto	Todos os tipos de fibras	Macio e ajustável ao toque

Antifouling, fácil de limpar e arrumar

O acabamento anti-incrustante geralmente é bastante simples. Basta adicionar os aditivos durante o processo de acabamento com resina para obter o resultado desejado. Esses aditivos específicos são conhecidos como agentes de acabamento anti-incrustante.

O acabamento têxtil envolve principalmente a aplicação de agentes anti-incrustantes de longa outeldurabilidade nas superfícies dos tecidos. Também pode ser categorizado com base na forma como os agentes são fixados às fibras ou aos tecidos.

1. Agentes anti-incrustantes reticulados e fixos

Os agentes anti-incrustantes reticulados e duráveis ​​não aderem diretamente às fibras ou tecidos. Eles podem ser combinados com agentes de acabamento de resina ou agentes de reticulação para se ligarem às fibras por meio de processos de reticulação, melhorando efetivamente a longevidade das propriedades anti-incrustantes.

2. Material formador de filme polimérico

O ácido poliacrílico é utilizado como agente de acabamento para prevenir incrustações e facilitar a limpeza de tecidos, formando uma película flexível sobre as fibras. Isso cria uma superfície lisa com boa resistência à lavagem devido à sua afinidade com os materiais fibrosos.

Tratamento de 'Três Defesas' e 'Quatro Defesas'

Ao aplicar métodos de acabamento em tecidos com fluoropolímeros orgânicos, cria-se um revestimento protetor na superfície que lhes confere a característica de "resistência a três fatores". A técnica tradicional de acabamento "resistente a quatro fatores" geralmente requer dois banhos para os agentes de "resistência a três fatores" e antiescaldantes, tornando-a demorada, complexa e dispendiosa em recursos. Os avanços em novos agentes e processos de "resistência a três fatores" permitiram que os produtos alcançassem resultados excepcionais de "resistência a quatro fatores".

Testes de desempenho de tecidos à prova d'água e óleo

Teste de desempenho de repelência à água

1. teste de nível de repelência à água

A resistência à água dos tecidos é normalmente avaliada por meio de um método de teste que avalia sua capacidade de repelir a água de forma eficaz, geralmente baseado no protocolo AATCC 22:2014.

2. teste de desempenho de resistência à pressão da água

Teste a resistência da amostra à pressão da água conectando um manômetro de pressão de água do tipo tubo. Antes de realizar o experimento, certifique-se de que o tanque de água e a coluna de água do instrumento de teste estejam alinhados com o plano do suporte da amostra.

3. Testando a lavabilidade dos tecidos

As roupas devem ser lavadas com frequência para manter seu frescor e limpeza. Tecidos tratados com produtos químicos à base de flúor tendem a perder sua resistência à água e ao óleo com o tempo, devido ao aumento da energia superficial causado pelas lavagens. Esse aspecto da lavabilidade é crucial para avaliar o desempenho de materiais impermeáveis ​​e resistentes a óleo.

4. Teste de respirabilidade de tecidos

A capacidade dos materiais de permitir a passagem de ar é influenciada principalmente pelas aberturas na superfície do material, que são moldadas pela densidade da trama ou pela estrutura do tecido. A respirabilidade dos tecidos pode ser testada usando um aparelho específico para teste de respiração em tecidos.

teste de desempenho de repelência a óleo

Utilize soluções de teste comuns, compostas por diferentes hidrocarbonetos com tensões superficiais variáveis, sobre a superfície do revestimento e observe como o tecido revestido reage à umidificação. Determine o nível de repelência a óleo com base na solução padrão numerada que não molha a superfície do tecido.

Teste de desempenho de fácil limpeza

As formas típicas de preparação envolvem o tratamento e a purificação de águas residuais, incluindo águas residuais sintéticas. Métodos populares para experimentos incluem coloração por gotículas e coloração por fricção.

Explorando os tecidos impermeáveis ​​e resistentes a óleo da BEGOODTEX

Tecido impermeável BEGOODTEX É criado através do tratamento de um tecido retardante de chamas com um processo que resulta em uma película protetora durável em sua superfície, tornando-o impermeável e resistente a óleo e manchas. Este tecido é comumente chamado de tecido "triplamente impermeável". A capacidade de repelir a água é alcançada pela aplicação de uma película na superfície do tecido sem bloquear seus poros. Isso permite que o tecido seja simultaneamente impermeável e respirável, adequado para tendas ao ar livre, cortinas, e vestuário de proteção para bombeiros.