Lederproducten zijn al sinds de oudheid zeer gewild. De toepassing van leer gaat terug tot het paleolithicum. In die tijd konden onze voorouders dierlijk leer gebruiken voor genaaide leren kleding. Met de voortdurende technologische vernieuwingen zijn ook de eisen aan lederproducten voortdurend verbeterd. Van eenvoudig "rauw leer" tot "gekookt leer" en de productie van multifunctioneel leer met uitstekende eigenschappen zoals waterdichtheid, oliebestendigheid en brandvertraging. Tegelijkertijd vormde de opkomst van kunstleer met uitzonderlijke eigenschappen een uitdaging voor natuurlijk leer.
Waterdichtheid is een onmisbare eigenschap van modern leer. De meest gebruikte kleding- en bovenleervereiste iswaterdichtingneemt met de dag toe. Voor veel lederwaren is aan de aankoopvoorwaarden ook de term "waterdicht" toegevoegd. De wijdverbreide toepassing van de waterdichte revolutie maakt dat waterdichtheid een van de kenmerken van het leer zelf lijkt te zijn. Tegenwoordig zijn er veel technologieën voor waterdichte processen ontwikkeld. Deze reeks vat de relevante inhoud van onderzoek naar waterdichtheid van leder systematisch samen vanuit drie aspecten: het concept van waterdichtheid van leder, het mechanisme van waterdichtheid en de technologie van waterdichte processen. Dit artikel legt voornamelijk het concept en mechanisme van waterdichtheid uit.
1. Het basisconcept van waterdicht leer
De sleutel tot waterdichtheid van leer is voorkomen dat water via de leren kant de andere kant van het leer binnendringt. Omdat leer zelf hydrofiel is, wordt natuurlijk leer over het algemeen gelooid en kan dit proces niet worden voorkomen. De hydrofiliteit van leer is samengesteld uit collageenvezels die in een driedimensionale ruimte zijn geweven, en er zijn talloze capillaire buisjes met verschillende radiussen tussen de vezels. Na het looien heeft de toevoeging van chemische stoffen meer polaire groepen geïntroduceerd, zoals hydroxy-, carboxyl- en aminogroepen. Dankzij het principe van vergelijkbare compatibiliteit kunnen deze polaire groepen een verbinding aangaan met water. Combineren.
Nadat het leer in contact was gekomen met water, zorgde de aanwezigheid van een groot aantal polaire groepen ervoor dat het leer hydrofiel werd en vochtdoorlatend. Tegelijkertijd zorgden de dunne buisjes in het leer ervoor dat het leer water kon absorberen. Waterdichtheid staat voor het blokkeren van het bovenstaande proces, dus waterdicht kan worden samengevat in de volgende drie categorieën:
(1) Geen bevochtiging: Voorkom de eigenschappen van het oppervlak van het epitheliale fibrine, dat nat is op het oppervlak van water, is waterreferentie.
(2) Geen waterabsorptie: de prestatie van het voorkomen dat leer water absorbeert en naar binnen infiltreert, dat wil zeggen, waterresolutie.
(3) Precisiewater: De prestatie om te voorkomen dat water van de ene kant naar de andere kant van het leer gaat, namelijk waterdicht.
Bovenstaande zijn drie aspecten van waterdichtheid. De waterdichtheid moet deze drie aspecten omvatten, die betrekking hebben op het vermogen van leer om waterabsorptie, waterdoorlaatbaarheid en bevochtiging door water te weerstaan. De waterdichtheid van bestaand waterbestendig leer voldoet echter vaak niet aan beide drie. Zo kan waterbestendig leer, hoewel het oppervlak nat kan zijn, voorkomen dat water in het leer dringt. Weigering; hoewel waterbestendig leer niet nat kan zijn aan de oppervlakte, is de dynamische waterdichtheid slecht. Dit fenomeen maakt het begrip van waterbestendig leer chaotischer. Om hoogwaardig waterbestendig leer te maken, moeten we het eerst statisch en waterbestendig en dynamisch waterbestendig maken. Dit doet geen afbreuk aan de uitstekende prestaties van natuurlijk leer, met name de hygiënische prestaties van leer, en maakt het leer zelfs functioneler.
Ten tweede, waterdicht mechanisme van leer
Vanuit het perspectief van het uiterlijk kan het worden onderverdeeld in twee lagen: coating en leer. Voor Cheng Demon zijn we gewend om de League of Levy te noemen. De vorige beschrijving is dat waterdicht verwijst naar het vermogen van leer om waterabsorptie, waterdoorlatendheid en bevochtiging door water te weerstaan. De eerste stap van waterdichting is om te voorkomen dat het leeroppervlak nat wordt op het oppervlak van het leer, wat het vochtprobleem op het vaste oppervlak omvat. De interactie tussen bevochtiging is de interactie tussen de vloeistof en de vaste stof, waarbij het contact van Qi, vloeistof en solidariteit betrokken is. De oppervlaktespanning van een driefasencontactoppervlak heeft oppervlaktespanning. Of het bevochtigingsverschijnsel optreedt, kan worden beoordeeld aan de hand van de oppervlaktespanning: wanneer de oppervlaktespanning van de vloeistof lager is dan de oppervlaktespanning van de vaste stof, kan de vloeistof de vlakke liggende laag op het vaste oppervlak uitbreiden om de vaste stof te bevochtigen. Tijdens de oppervlaktespanning zal de vloeistof op het vaste oppervlak krimpen in de vorm van waterdruppels zonder zich te verspreiden en te bevochtigen, dat wil zeggen dat stoffen met een hoge oppervlaktespanning het materiaal niet kunnen bevochtigen met een lage spanning. Om te voorkomen dat leer doordrenkt raakt met water, moet de oppervlaktespanning van het leer lager zijn dan de oppervlaktespanning van water.
De mate van vochtigheid van een vaste stof wordt meestal weergegeven door de contacthoek. De Britse wetenschapper Thomas Young legde het probleem uit met de beroemde Young-vergelijking: Wanneer de vloeistof zich hecht aan het oppervlak van een vaste stof, kan de mate van bevochtiging van de vaste stof worden weergegeven door de contacthoek θ (of bevochtigingshoek): cosθ = vs -g-vl-g vs -l
In formule 1: θ — De hoek tussen de overgang van de drie fasen qi-vloeistof-vast, de hoek tussen de spanning tussen de qi-vloeistof en het gas-vast grensvlak; de oppervlaktespanning tussen de vloeistof-qi; de oppervlaktespanning tussen de vs-l-vast-vloeistof. Zie de details hieronder:
Figuur 1 toont een diagram van de relatie tussen de contacthoek en de oppervlaktespanning. A is de toestand van vloeistofbevochtiging en vaste stof, en B is het geval waarin deze niet nat is. Door de grootte van de contacthoek te bepalen, kunt u de bevochtiging van het vaste oppervlak bepalen, die over het algemeen 90° is. Zoals weergegeven in Figuur 1A, de interactie tussen hydrofiele vaste stoffen en vloeistoffen. Bij een contacthoek θ <90° wordt vloeistof op het vaste oppervlak geplaatst, wat aangeeft dat de vloeistof gemakkelijk te bevochtigen en vast is; Er is een krimptendens op het vaste oppervlak om bolvormige vloeistofdruppels te vormen. De contacthoek θ> 90° geeft aan dat de vloeistof niet gemakkelijk te bevochtigen is met de vaste stof, dat wil zeggen de interactie tussen het hydrofobe vaste oppervlak en de vloeistof. Hoe kleiner de contacthoek, hoe beter de bevochtigbaarheid; wanneer θ = 0°, geeft dit aan dat het vaste oppervlak volledig nat is, en θ = 180° is helemaal niet nat. Om het leeroppervlak niet nat en waterafstotend te maken, is het daarom noodzakelijk om de contacthoek θ> 90° intuïtief te maken. Dit kan worden bereikt door de oppervlaktespanning van het leeroppervlak te verlagen. Naast het veranderen van de contacthoek om te voorkomen dat het leeroppervlak nat wordt, moet er ook rekening mee worden gehouden dat het leer zelf bestaat uit collageenvezels, dat wil zeggen dat er talloze capaciteiten met verschillende radiussen zijn. Het capillaire fenomeen treedt zeer gemakkelijk op, wat de waterabsorptie van het leer verder zal verhogen. Daarom is het noodzakelijk om het leer waterdicht te maken en moeten we ook rekening houden met het verbeteren van de vezelachtige hydrofobe eigenschappen van het leer.
Het capillaire fenomeen ontstaat doordat de adhesie- en condensatiekracht van de moleculaire adhesielaag het oppervlak van de vloeistof gebogen maakt. Tegelijkertijd veroorzaakt de oppervlaktespanning extra druk op het gekromde vloeistofoppervlak, waardoor zowel het vloeistofoppervlak als de vloeistof onder het horizontale vloeistofoppervlak een kromming krijgt. Drukverschil. Dit drukverschil zorgt ervoor dat de vloeistof in de capillaire buis stijgt of daalt, wat de extra druk compenseert en zo het drukverschil in evenwicht brengt. De vloeistof in de capillaire buis stijgt of daalt. Dit kan worden beoordeeld met de Young-Laplace-vergelijking. De Young-Laplace-vergelijking beschrijft de relatie tussen de extra druk van de gekromde vloeistof en de oppervlaktespanning en kromtestraal van de vloeistof, zoals weergegeven in type 2. △ P = γ (1 R1 + 1 R2) Type 2: △ P — Het drukverschil tussen de binnen- en buitenkant van het vloeistofoppervlak; de γ-oppervlaktespanningscoëfficiënt; R1 en R2 — de hoofdkrommingsstraal van de vloeistof. Zie de details hieronder:
Zoals weergegeven in Figuur 2 α, β en σ driefasen coëxistentiesystemen in de capaciteit van de capillaire buis. Als het driefasenevenwicht optreedt in de capillaire buis met een straal van R, is de contacthoek van de α θ. In het schema van de Young-Laplace-vergelijking, als θ <90 °, dan △ P <0, is het vloeistofoppervlak in de capillaire buis concaaf en trekt de kracht die op de vloeistof eronder wordt uitgeoefend aan de vloeistof Ga de capillaire buis in en bevochtig de vaste stof; als θ> 90 °, dan △ P> 0 Het vloeistofoppervlak van de capillaire buis is convex. Essentie Daarom is het, om te voorkomen dat het capillaire effect optreedt, essentieel om de contacthoek <90 ° te maken, maar dit kan worden bereikt door het oppervlak van het binnenoppervlak van de capillair te verkleinen om de oppervlaktespanning te veranderen.
Ten derde, het waterdichte mechanisme met leren bekleding
Het leren oppervlak is het eerste dat aan water wordt blootgesteld. Naast het veranderen van het oppervlak van het leer om water uit vocht te weren, kan het ook het leren oppervlak vervangen door een laag waterafstotende coating aan te brengen op het oppervlak van het leer om het de eerste verdedigingslinie van het leer waterdicht te maken. Essentie: De sleutel tot het toevoegen van deze coating ligt in de natheid van het leer, de hechting van de coating en de penetratie van de pulp. De onderste coating vormt de basis van de gehele coating en de kleverige kleefkracht is cruciaal voor de onderste coating, dus de kleverigheid van de coating is essentieel. De impact op de coating kan zowel fysisch als chemisch worden besproken. Een glad oppervlak is ongunstiger voor de hechting van de coating dan een slijtoppervlak. De reden hiervoor is dat er veel rimpels, kleine uitsteeksels en onregelmatigheden op het slijtoppervlak zitten. Dit bevordert de hechting. Het gebruik van chemische crosslinkers kan de waterdichtheid en kleverigheid van de coating verbeteren. De penetratie van de onderste slurry is ook een belangrijke beïnvloedende factor. Het leer zelf is een poreuze substantie met een vezelstructuur. Volgens de wet van bevochtiging en hechting hangt de penetratiesnelheid van de pulp in het leerlichaam af van veel factoren.
De SandMeyer-formule beschrijft de relatie tussen penetratiesnelheid en oppervlaktespanning, viscositeit en contacthoek.
Formule 4: Infiltratiesnelheid = poriegraad × oppervlaktespanning × cosθ viscositeit
Uit vergelijking 4 kunnen we zien:
(1) De functionele waarde (COSθ) van de natte hoek (COSθ) is evenredig met de penetratiesnelheid van de pulp, wat aangeeft dat de bevochtiging een sleutelrol speelt bij de penetratie van de pulpbodem.
(2) Toenemende poriën, toenemende oppervlaktespanning, toenemende snarenwaarde (COSθ) van de contacthoek en verlaging van de viscositeit van de vloeistof zijn bevorderlijk voor het verhogen van de bevochtigingssnelheid van de vloeistof. Tegelijkertijd moet de penetratie van de bodem van de bodem ook worden beschouwd als de penetratiediepte. De factoren die de penetratiediepte beïnvloeden, zijn in principe dezelfde als de factoren die de infiltratiesnelheid beïnvloeden, maar de penetratiediepte van de verhoogde pulp is om de viscositeit te verlagen, de natte hoek te verkleinen en de oppervlaktespanning van de pulp te verhogen. Het is tegenstrijdig om de natte hoek te verkleinen en de oppervlaktespanning te verbeteren. Daarom moet de oppervlaktespanning passend worden aangepast om de pulp dieper te laten penetreren. Hoewel de penetratiesnelheid evenredig is met de oppervlaktespanning, geldt: hoe groter de oppervlaktespanning, hoe groter de penetratiesnelheid, hoe groter de oppervlaktespanning.
Naast de hierboven genoemde factoren hangt de penetratie van de onderkant van het leeroppervlak ook samen met de concentratie ervan, de status van het leer (vochtgehalte, poriëngraad, ladingspolariteit, enz.) en de coatingmethoden.
Geplaatst op: 30 mei 2024