Понимание водонепроницаемого и маслостойкого текстиля

Абстрактный. В данной статье в основном рассматриваются исследования и принципы водонепроницаемых и маслоотталкивающих тканей, а также описывается производственный процесс и результаты испытаний основных видов водонепроницаемых и маслоотталкивающих тканей. Огнестойкие ткани BEGOODTEX также включают в себя водонепроницаемые и маслоотталкивающие технологии, обеспечивая комплексную защиту ткани.

Обзор водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделий

В связи с растущим использованием текстиля в различных областях и отраслях промышленности, некоторым специализированным тканям уже недостаточно обычной водоотталкивающей обработки. В настоящее время особое внимание уделяется тканям, обладающим как водонепроницаемыми, так и маслоотталкивающими свойствами, благодаря их способности отталкивать пятна. Водоотталкивающие свойства ткани показывают, насколько хорошо она отталкивает капли воды при контакте с ее поверхностью.

Обзор разработки водоотталкивающих и маслостойких отделочных материалов

В последние несколько лет значительно возросло использование фторированных веществ для водоотталкивающей, маслоотталкивающей и противообрастающей обработки тканей. Американская компания DuPont первой запатентовала использование лосьона в качестве отделочного агента для придания тканям водо- и маслоотталкивающих свойств. В 1950-х годах американская компания 3M разработала средство для обработки тканей, состоящее из сложных перфторкарбоксилатов хрома.

Применение ультратонких волокон в водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделиях

В последние несколько лет наблюдается стремительное развитие производства ультратонких волокон, что привело к созданию сверхплотной ткани. Эта ткань изготавливается из волокон с промежутками между ними, которые меньше капель воды, но больше капель водяного пара, что обеспечивает ей водонепроницаемые и воздухопроницаемые свойства. Эта плотная ткань легкая, мягкая и гладкая на ощупь, а благодаря своей тонкой структуре обладает хорошими драпирующими свойствами. Даже без какого-либо покрытия или водоотталкивающей обработки она сохраняет высокую водостойкость, что делает ее ценным текстильным продуктом. Она отлично справляется с быстрой очисткой от грязи, не оставляя следов; ее можно стирать и использовать повторно! Этот инструмент для уборки удобен для самых разных задач, как в цехах точного машиностроения, так и дома.

Применение эффекта лотосового листа в водонепроницаемых и маслоотталкивающих текстильных изделиях

Вода, попадающая на листья лотоса, не просачивается сквозь них; вместо этого она собирается в капли, которые скользят по поверхности листа — явление, известное как эффект лотоса. Немецкие ученые использовали этот принцип для создания покрытий для зданий, которые отталкивают воду и самоочищаются. Они также применили эффект лотоса для разработки одежды с аналогичными свойствами.

Применение супергидрофобных материалов в водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделиях

Органические соединения и полимеры обычно имеют поверхности с высокой энергией, которые легко сопротивляются смачиванию, тогда как оксиды, сульфиды и неорганические соли обладают высокоэнергетическими поверхностями, которые легче смачиваются. Если угол смачивания водой превышает 90° на поверхности, она классифицируется как гидрофобная. Если угол смачивания превышает 150°, поверхность называется супергидрофобной. Этот тип поверхности не только эффективно отталкивает воду, но и препятствует проникновению масла, что делает ее двойной гидрофобной поверхностью.

Применение эффекта лепестков в водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделиях

Обычно считается, что лепестки являются придатком листа, и на их внешнем слое также присутствуют волоски. У некоторых растений лепестки имеют узоры или внутренние гребни вдоль внешних стенок эпидермальных клеток. Кроме того, поверхность лепестка имеет шероховатую текстуру и обладает водоотталкивающими свойствами. Также на поверхности лепестка имеется множество крошечных выступов, каждый из которых имеет многочисленные мелкие складки на кончике. Эта характеристика известна как «эффект». В отличие от эффекта лотоса, существует другой эффект, который демонстрирует не только впечатляющие гидрофобные свойства, но и превосходные адгезионные способности.

Применение нанотехнологий в водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделиях

Ультратонкие частицы, известные как наночастицы, имеют размеры в нанометровом диапазоне, что находится между размерами атомов и обычных частиц. В настоящее время ткани и текстиль являются предметом исследований на предмет их водонепроницаемых и маслоотталкивающих свойств за счет применения нанофункциональных материалов. Разработанные для различных целей методы обработки тканей включают метод вакуумной обработки, метод погружения и метод нанесения покрытия. Метод погружения преимущественно используется для создания дышащих тканей для одежды, подходящих для летней и осенней одежды, таких как топы, рубашки и повседневная одежда как для мужчин, так и для женщин.

Водонепроницаемый и маслостойкий механизм отделки

Механизм водоотталкивающей обработки

Путем адсорбции слоя вещества на поверхности ткани исходная высокоэнергетическая поверхность может быть преобразована в низкоэнергетическую, в результате чего ткань приобретает водоотталкивающие свойства. Чем меньше поверхностная энергия, тем лучше эффект. В зависимости от поверхностной энергии различных веществ в качестве водоотталкивающих отделочных агентов для ткани могут быть выбраны парафин, силоксан, фторсодержащие соединения и т.д.

Маслоотталкивающий сортировочный механизм

Механизм маслоотталкивающей обработки очень похож на механизм водоотталкивающей обработки, но требования к ней различаются. После водоотталкивающей обработки ткань должна быть способна противостоять проникновению воды под определенным давлением, так чтобы вода не смачивала ткань, а угол смачивания должен быть больше 90°. Маслоотталкивающая обработка требует лишь того, чтобы ткань не размазывала масло по своей поверхности при контакте с ним, и чтобы угол смачивания в этот момент был больше нуля. Значение межфазной свободной энергии масла значительно меньше, чем у воды. Поэтому для достижения цели отвода масла требуется более низкое межфазное натяжение газ-твердое тело, как правило, меньшее, чем поверхностное натяжение масла.

Критическое поверхностное натяжение различных полимеров
Полимер	Поверхностное натяжение (МН/средний размер)	Полимер	Поверхностное натяжение (МН/средний размер)
Парафиновые водоотталкивающие отделочные материалы	29	Жирные кислоты	22
Политетрафторэтилен	18	Полидихлорэтилен	40
Политрифторэтилен	22	Полиэтилентерефталат	43
Полидифторэтилен	25	Эфир полиэтиленгликоля	46
Полифторэтилен	28	Целлюлозное волокно	72
полиэтилен	31	Полиамидное волокно	46
Полихлорэтилен	31	Овечья шерсть	45
Полистирол	33	Поливиниловый спирт	Тридцать семь
Поливинилхлорид	39	Поливинилхлоридное волокно	Тридцать семь
Полиметилметакрилат	39	Силиконовый водоотталкивающий финишный состав	26
Водоотталкивающие отделочные материалы, содержащие фтор	Десять	Перфторированные жирные кислоты (-CF3.)	6

Поверхностное натяжение жидкости
Жидкость	Поверхностное натяжение (МН/средний размер)	Жидкость	Поверхностное натяжение (МН/средний размер)
Вода	72.8	Бензин	22
80 градусовВода	62	хлопковое масло	32.4
дождевая вода	53	Оливковое масло	32
Масло для электродвигателей	30.5	Белое минеральное масло	26.0
Арахисовое масло	40	Красное вино	45
Раствор поверхностно-активного вещества, содержащего фтор	18	Бензол	26
Ортогептан	20	Фторид углеводородов	12
Молоко, какао	43	Парафиновое масло	33

Механизм очистки с защитой от загрязнений и легкими очистками

Механизм предотвращения обрастания.

Загрязнение нефтью — это понятие, охватывающее, помимо прочего, растворимые в масле и воде загрязняющие вещества. В основном, существует два источника этого загрязнения: кожные выделения человека и внешние микроорганизмы. Как правило, существует три способа придания тканям способности к загрязнению: методы пропитки, нанесение пленок и химическая модификация волокон.

Механизм легко чистить и поддерживать в рабочем состоянии.

Гидрофильная обработка против загрязнения — это метод, направленный на облегчение чистки за счет снижения поверхностного натяжения волокон ткани и предотвращения прилипания к ним грязи во время стирки.

Механизм организации «трех защитных» и «четырех защитных» стратегий

Исследования в области водоотталкивающей и маслоотталкивающей обработки текстиля движутся в направлении методов, включающих сочетание фторсодержащих обрабатывающих агентов с другими функциональными веществами, такими как антиморщинная и огнезащитная отделка, для создания универсальных конечных продуктов с такими свойствами, как защита от УФ-излучения и антибактериальные свойства. Эта тенденция привела к появлению концепции «трех мер» и «четырех профилактических мер» в отделке текстиля.

Производство водонепроницаемых и маслостойких текстильных изделий

Водоотталкивающие средства, обычно используемые в отделочных процессах, в основном включают парафиновый алюминиевый мыльный раствор, четвертичные аммониевые соли холина и комплексные соединения стеарата хрома, производные гипометилмеламина, соединения на основе силикона и органические фторсодержащие соединения. Органические фторсодержащие вещества особенно известны своими водоотталкивающими, маслоотталкивающими и противообрастающими свойствами.

Общая водоотталкивающая обработка

(1) Временное водоотталкивающее финишное покрытие

• Алюминиевое мыло и циркониевое мыло.

После замачивания ткани в мыльном растворе ее обрабатывают ацетатом алюминия для получения щелочного ацетата алюминия и гидроксидов неустановленного состава, которые прилипают к поверхности ткани. Этот метод известен как двухэтапный.

• Воски и вощеные ткани

Воскообразные вещества можно наносить на ткани либо в твердом виде, нагревая их до расплавления, либо в виде растворов в органических растворителях и лосьонах для лечебных целей.

Парафиново-алюминиевое мыло просто в применении и доступно по цене. Оно относится к категории экологически чистых водоотталкивающих веществ, которые особенно хорошо подходят для обработки промышленных текстильных изделий от проникновения воды, но могут неэффективно выдерживать многократную стирку.

• Водоотталкивающее финишное покрытие на основе полимерной смолы

Его преимущество заключается в том, что он может осаждать ткани, придавая им высокую степень водоотталкивающих свойств. Недостаток состоит в том, что раствор для обработки имеет кислую среду, что может легко вызвать хрупкость и изменение цвета целлюлозных волоконных тканей во время сушки и термической обработки, особенно тканей, окрашенных непосредственно красителями.

(2) Прочное водоотталкивающее финишное покрытие

Для обеспечения сохранения водоотталкивающих свойств тканей, таких как устойчивость к стирке и химчистке.

(3)Лосьон на основе органического силиконового масла

Органические соединения кремния обладают характеристиками, аналогичными характеристикам типичных полимерных соединений. Они могут улучшать водоотталкивающие свойства ткани, не ухудшая её воздухопроницаемость, а также повышать сопротивление разрыву, коррозии и загрязнению.

Водоотталкивающее, маслоотталкивающее и противообрастающее покрытие на основе органических фторов

Фторированные вещества не только отталкивают воду, но и обладают устойчивостью к различным маслам, имея низкий уровень поверхностного натяжения.

Сравнение нескольких отделочных материалов
Водоотталкивающий	Водостойкость	Отбраковка масла	Долговечность	Расходы	Область применения	Определитесь со стилем продукта
Парафины	Такой же	Другой	Другой	Низкий	Целлюлозное волокно и другие	Ощущение металлического мыла, повышение значимости
Реакционноспособные классы, такие как триазин	Хороший	Другой	Такой же	Центр	Целлюлозное волокно	Жирный и густой
Водоотталкивающий	Водостойкость	Отбраковка масла	Долговечность	Расходы	Область применения	Определитесь со стилем продукта
Силиконы	Хороший	Другой	Такой же	Центр	Все виды волокон	Слишком скользко
Органические фториды	Хороший	Хороший	Хороший	Средний до высокого	Все виды волокон	Мягкие и приятные на ощупь

Противообрастающее покрытие, легко чистится и убирается

Нанесение противообрастающего покрытия обычно довольно просто. Для достижения желаемого результата достаточно добавить присадки в процессе нанесения смоляного покрытия. Эти специальные присадки известны как противообрастающие отделочные агенты.

Отделка текстиля в основном включает нанесение на поверхность ткани стойких илиtelстойких противозагрязняющих веществ. Ее также можно классифицировать по способу закрепления веществ на волокнах или ткани.

1. Сшитые и фиксированные противообрастающие агенты

Сшитые и долговечные противообрастающие агенты не прилипают непосредственно к волокнам или тканям. Их можно комбинировать с полимерными отделочными агентами или сшивающими агентами для образования связей с волокнами посредством процессов сшивания, что эффективно повышает долговечность противообрастающих свойств.

2. Полимерный пленкообразующий материал

Полиакриловая кислота используется в качестве отделочного агента для предотвращения загрязнения и облегчения чистки текстильных изделий за счет образования гибкой пленки на волокнах. Это создает гладкую поверхность с хорошей устойчивостью к стирке благодаря ее сродству к волокнистым материалам.

Лечение по схемам «Три защиты» и «Четыре защиты»

Применение методов отделки к тканям с использованием органических фторполимеров создает на поверхности защитное покрытие, придающее им «трехстороннюю» прочность. Традиционная технология «четырехсторонней» отделки обычно требует двух ванн для «трехсторонней» и необжигающих агентов, что делает ее трудоемкой, сложной и ресурсоемкой. Развитие новых «трехсторонней» отделки и процессов позволило создать продукцию с исключительными результатами «четырехсторонней» прочности.

Испытание водонепроницаемости и маслостойкости текстильных изделий

Тест на водоотталкивающие свойства

1. тест на уровень водоотталкивающих свойств

Водостойкость тканей обычно оценивается с помощью метода испытаний, который определяет их способность эффективно отталкивать воду, часто на основе протокола AATCC 22:2014.

2. Испытание на устойчивость к давлению воды

Проверьте сопротивление образца давлению воды, подключив к нему трубчатый манометр. Перед проведением эксперимента убедитесь, что резервуар с водой и столб воды в измерительном приборе выровнены по плоскости держателя образца.

3. Проверка способности тканей к стирке

Одежду следует часто стирать, чтобы сохранить ее свежесть и чистоту. Ткани, обработанные фторсодержащими химическими веществами, со временем теряют свою водо- и маслостойкость из-за увеличения поверхностной энергии. Этот аспект стирки имеет решающее значение для оценки характеристик водонепроницаемых и маслоотталкивающих материалов.

4. Испытание тканей на воздухопроницаемость

Способность материалов пропускать воздух в первую очередь зависит от отверстий на поверхности материала, форма которых определяется плотностью плетения или структурой материала. Воздухопроницаемость текстильных изделий можно проверить с помощью специального прибора для проверки воздухопроницаемости ткани.

Тест на маслоотталкивающие свойства

Используйте стандартные тестовые растворы, приготовленные из различных углеводородов с разным поверхностным натяжением, на поверхности покрытия и понаблюдайте за реакцией ткани с покрытием на смачивание. Определите уровень маслоотталкивающих свойств, используя пронумерованный стандартный раствор, который не смачивает поверхность ткани.

Легко очищаемый тест производительности

Обычно подготовка включает в себя очистку и обработку сточных вод, а также создание синтетических сточных вод. Популярные методы для экспериментов включают окрашивание капель и окрашивание трением.

Знакомство с водонепроницаемыми и маслостойкими текстильными изделиями BEGOODTEX

Водонепроницаемая ткань BEGOODTEX Такая ткань создается путем обработки огнестойкой ткани специальным составом, в результате чего на ее поверхности образуется прочная защитная пленка, делающая ее водонепроницаемой и устойчивой к маслам и пятнам. Такую ткань обычно называют «трехслойной». Способность отталкивать воду достигается за счет нанесения пленки на поверхность ткани без закупорки ее пор. Это позволяет ткани одновременно быть водонепроницаемой и воздухопроницаемой, что делает ее подходящей для различных целей палатки для отдыха на природе, шторы, и защитная одежда для пожарных.