I prodotti in pelle sono stati ampiamente richiesti fin dall'antichità. L'applicazione della pelle può essere fatta risalire al Paleolitico. A quel tempo, i nostri antenati erano in grado di applicare la pelle animale per cucire abiti in pelle. Con la continua riforma tecnologica, anche le esigenze delle persone per i prodotti in pelle hanno continuato a migliorare. Dalla semplice "pelle grezza" alla "pelle cotta", fino alla ricerca della produzione di pelle multifunzionale con prestazioni eccellenti come impermeabilità, resistenza all'olio e ignifugazione. Allo stesso tempo, l'emergere di pelle artificiale con prestazioni eccellenti ha messo alla prova la pelle naturale.
L'impermeabilità è una caratteristica indispensabile della pelle moderna. La pelle per abbigliamento e tomaia più ampiamente utilizzata richiedeimpermeabilizzazionesta aumentando di giorno in giorno. Per molti prodotti in pelle, le condizioni di acquisto hanno aggiunto anche l'impermeabilità. L'ampia applicazione della rivoluzione dell'impermeabilità fa sì che l'impermeabilità sembri essere una delle caratteristiche della pelle stessa. Oggi sono state sviluppate numerose tecnologie di processo impermeabilizzanti. Questa serie ha riassunto sistematicamente i contenuti rilevanti della ricerca sull'impermeabilità della pelle da tre aspetti: concetto di impermeabilità della pelle, meccanismo di impermeabilizzazione e tecnologia di processo impermeabilizzante. Questo articolo spiega principalmente il concetto e il meccanismo dell'impermeabilità.
1. Il concetto di base dell'impermeabilità della pelle
La chiave per l'impermeabilità della pelle è impedire all'acqua di penetrare dall'altro lato della pelle attraverso il lato in pelle. Poiché la pelle stessa è idrofila, la pelle naturale è generalmente conciata e non può impedire questo processo. L'idrofilia della pelle è composta da fibre di collagene intrecciate nello spazio tridimensionale e da innumerevoli capillari con raggi diversi tra le fibre. Dopo la concia, l'aggiunta di sostanze chimiche ha introdotto più gruppi polari, come gruppi idrossilici, carbossilici e amminici. Grazie al principio di compatibilità simile, questi gruppi polari possono formare un legame con l'acqua. Combinarsi.
Dopo il contatto con l'acqua, la presenza di un gran numero di gruppi polari ha reso la pelle idrofila e umida. Allo stesso tempo, la presenza di sottili tubicini nella pelle ha permesso alla pelle di assorbire l'acqua al suo interno. L'impermeabilità ha lo scopo di bloccare il verificarsi del processo sopra descritto, quindi l'impermeabilità può essere riassunta nei seguenti tre aspetti:
(1) Nessuna idratazione: Previene le caratteristiche della superficie della fibrina epiteliale, che è bagnata sulla superficie dell'acqua, è il riferimento dell'acqua.
(2) Nessun assorbimento d'acqua: la prestazione di impedire alla pelle di assorbire l'acqua e di infiltrarsi verso l'interno, ovvero la risoluzione dell'acqua.
(3) Acqua di precisione: la prestazione di impedire all'acqua di entrare dal lato della pelle all'altro lato, vale a dire Impermeabile.
Quelli sopra sono tre aspetti delle prestazioni impermeabili. Le prestazioni impermeabili dovrebbero includere questi tre aspetti, che si riferiscono alla capacità della pelle di resistere all'assorbimento d'acqua, alla permeabilità all'acqua e alla bagnabilità. Tuttavia, le prestazioni impermeabili della pelle impermeabile esistente spesso non soddisfano entrambi i requisiti. Ad esempio, sebbene alcune pelli impermeabili possano essere bagnate in superficie, ciò può impedire all'acqua di penetrare al loro interno. Rifiuto; sebbene alcune pelli impermeabili non possano essere bagnate in superficie, la loro impermeabilità dinamica è scarsa. L'esistenza di questo fenomeno rende la comprensione della pelle impermeabile più caotica. Per preparare una pelle impermeabile di alta qualità, dobbiamo prima renderla sia impermeabile statica che dinamica. In base a ciò, non si riducono le eccellenti prestazioni della pelle naturale, in particolare le prestazioni igieniche della pelle, e si rende persino la pelle più funzionale.
In secondo luogo, meccanismo impermeabile in pelle
Dal punto di vista estetico, può essere suddiviso in due livelli: il rivestimento e la pelle. Per Cheng Demon, siamo abituati a chiamarla Lega di Levy. La descrizione precedente afferma che l'impermeabilità si riferisce alla capacità della pelle di resistere all'assorbimento d'acqua, alla permeabilità all'acqua e alla bagnabilità. Il primo passo per l'impermeabilità è impedire che la superficie della pelle si bagni sulla superficie della pelle, il che implica il problema dell'umidità sulla superficie solida. L'interazione tra bagnatura è l'interazione tra il liquido e il solido, che coinvolge il contatto di Qi, liquido e solidità. La tensione superficiale della superficie di contatto trifase è la tensione superficiale. Se si verifica il fenomeno di bagnatura può essere giudicato dalla tensione superficiale: quando la tensione superficiale del liquido è inferiore alla tensione superficiale del solido, il liquido può estendersi sulla superficie solida per bagnarla. Durante la tensione superficiale, il liquido si ritira sulla superficie solida sotto forma di goccioline d'acqua senza diffondersi e bagnarsi, ovvero sostanze con elevata tensione superficiale non possono bagnare il materiale con bassa tensione. Pertanto, per evitare che la pelle venga inzuppata d'acqua, la sua tensione superficiale deve essere inferiore alla tensione superficiale dell'acqua.
Il grado di umidità di un solido è solitamente rappresentato dall'angolo di contatto. Lo scienziato britannico Thomas Young spiegò il problema quando propose la famosa equazione di Young: quando il liquido è attaccato alla superficie di un solido, il grado di idratazione della superficie solida può essere rappresentato dall'angolo di contatto θ (o angolo di idratazione): cosθ = vs -g-vl-g vs-l
Nella formula 1: θ — L'angolo tra la giunzione delle tre fasi qi-liquido-solido, l'angolo tra la tensione tra l'interfaccia qi-liquido e quella gas-solido; la tensione superficiale tra liquido-qi; la tensione superficiale tra l'interfaccia vs-l-solido-liquido. Vedi i dettagli di seguito:
La Figura 1 mostra un diagramma della relazione tra l'angolo di contatto e la tensione superficiale. A è la condizione di bagnabilità del liquido e del solido, e B è il caso in cui il solido non è bagnato. Determinando l'entità dell'angolo di contatto, è possibile determinare la bagnabilità della superficie del solido, che generalmente è di 90°. Come mostrato in Figura 1, A, l'interazione tra solidi idrofili e liquidi. Con un angolo di contatto θ < 90°, il liquido è posizionato sulla superficie del solido, indicando che il liquido è facilmente bagnabile e solido; si nota una tendenza alla contrazione sulla superficie del solido per formare goccioline di liquido sferiche. Un angolo di contatto θ > 90° indica che il liquido non è facilmente bagnabile dal solido, ovvero l'interazione tra la superficie del solido idrofobica e il liquido. Minore è l'angolo di contatto, migliore è la bagnabilità; quando θ = 0°, indica che la superficie del solido è completamente bagnata, mentre con θ = 180° non è affatto bagnata. Pertanto, per rendere la superficie della pelle non bagnata e idrorepellente, è necessario un angolo di contatto θ > 90°, il che può essere ottenuto riducendo la tensione superficiale della pelle. Oltre a modificare l'angolo di contatto per evitare che la superficie della pelle si bagni, è importante notare che la pelle stessa è composta da fibre di collagene, ovvero presenta innumerevoli capacità di diverso raggio. Il fenomeno della capillarità è estremamente facile da verificare, il che aumenterà ulteriormente il tasso di assorbimento dell'acqua della pelle. Pertanto, è necessario rendere la pelle impermeabile e dovremmo anche considerare il miglioramento delle prestazioni idrofobiche delle fibre della pelle.
Il fenomeno capillare si verifica perché la forza di adesione e condensazione dello strato di adesione molecolare curva la superficie del liquido. Allo stesso tempo, la presenza di tensione superficiale provoca una pressione aggiuntiva sulla superficie curva del liquido, che curva sia la superficie del liquido che il liquido sottostante la superficie orizzontale del liquido. Differenza di pressione. Questa differenza di pressione aumenta o diminuisce il volume del liquido nel tubo capillare, compensando la pressione aggiuntiva e bilanciando così la differenza di pressione. Il volume del liquido nel tubo capillare aumenta o diminuisce. Questo può essere valutato dall'equazione di Young-Laplace. L'equazione di Young-Laplace descrive la relazione tra la pressione aggiuntiva del liquido curvato e la tensione superficiale e il raggio di curvatura del liquido, come mostrato nel tipo 2. △ P = γ (1 R1 + 1 R2) Tipo 2: △ P — La differenza di pressione tra l'interno e l'esterno della superficie del liquido; il coefficiente di tensione superficiale γ; R1 e R2 — raggio di curvatura principale del liquido. Vedere i dettagli di seguito:
Come mostrato in Figura 2, i sistemi di coesistenza trifase α, β e σ nella capacità del tubo capillare. Se l'equilibrio trifase si verifica nel tubo capillare con un raggio R, l'angolo di contatto di α è θ. Nello schema dell'equazione di Young-Laplace, se θ <90 °, allora △ P <0, la superficie del liquido nel tubo capillare è concava e la forza applicata al liquido sottostante tira il liquido dentro il tubo capillare e bagna il solido; se θ > 90 °, allora △ P > 0 La superficie del liquido del tubo capillare è convessa. Essenzialmente, quindi, per evitare che si verifichi l'effetto capillare, è essenzialmente necessario rendere l'angolo di contatto <90 °, ma ciò può essere ottenuto riducendo la superficie della superficie interna del capillare per modificarne la tensione superficiale.
Terzo, meccanismo impermeabile del rivestimento in pelle
La superficie della pelle è la prima a essere esposta all'acqua. Oltre a modificare la superficie della pelle per impedire all'acqua di penetrare nell'umidità, è possibile anche sostituirla aggiungendo uno strato di rivestimento idrorepellente sulla superficie della pelle per renderla la prima linea di difesa dell'impermeabilità della pelle. Essenza La chiave per aggiungere questo rivestimento risiede nell'umidità della pelle, nell'adesione del rivestimento e nella penetrazione della polpa. Il rivestimento inferiore è la base dell'intero rivestimento e l'appiccicosità è fondamentale per il rivestimento inferiore, quindi l'appiccicosità del rivestimento è essenziale. L'impatto sul rivestimento può essere discusso sia da un punto di vista fisico che chimico. Una superficie liscia è più sfavorevole all'adesione del rivestimento rispetto alla superficie usurata. Il motivo è che sulla superficie usurata sono presenti molte rughe, piccole sporgenze e irregolarità, che favoriscono l'adesione. L'uso di agenti reticolanti chimici può migliorare l'impermeabilità e l'appiccicosità del rivestimento. Anche la penetrazione della fanghiglia inferiore è un fattore chiave. La pelle stessa è una sostanza porosa con una struttura fibrosa. Secondo la legge della bagnabilità e dell'adesione, la velocità di penetrazione della polpa nel corpo della pelle è correlata a molti fattori.
La formula di SandMeyer descrive la relazione tra velocità di penetrazione e tensione superficiale, viscosità e angolo di contatto.
Formula 4: Velocità di infiltrazione = grado dei pori × tensione superficiale × viscosità cosθ
Dall'equazione 4 possiamo vedere:
(1) Il valore funzionale (COSθ) dell'angolo di bagnatura (COSθ) è proporzionale alla velocità di penetrazione della polpa, indicando che la bagnatura è un ruolo chiave nella penetrazione della polpa di fondo.
(2) L'aumento dei pori, l'aumento della tensione superficiale, l'aumento del valore delle stringhe (COSθ) dell'angolo di contatto e la riduzione della viscosità del liquido contribuiscono ad aumentare la velocità di bagnatura del liquido. Allo stesso tempo, anche la penetrazione del fondo del liquido dovrebbe essere considerata come profondità di penetrazione. I fattori che influenzano la profondità di penetrazione sono sostanzialmente gli stessi che influenzano la velocità di infiltrazione, ma la profondità di penetrazione della polpa aumentata riduce la viscosità, riduce l'angolo di bagnato e aumenta la tensione superficiale della polpa. È contraddittorio ridurre l'angolo di bagnato e migliorare la tensione superficiale. Pertanto, la tensione superficiale deve essere regolata in modo appropriato per far penetrare la polpa più in profondità. Sebbene la velocità di penetrazione sia proporzionale alla tensione superficiale, maggiore è la tensione superficiale, maggiore è la velocità di penetrazione, maggiore è la tensione superficiale.
Oltre ai fattori sopra menzionati, la penetrazione del fondo della superficie della pelle è correlata anche alla sua concentrazione, allo stato della pelle (contenuto di umidità, grado di pori, polarità della carica, ecc.) e ai metodi di rivestimento.
Data di pubblicazione: 30-05-2024