Изделия из кожи пользовались широким спросом с древних времён. История применения кожи восходит к эпохе палеолита. В то время наши предки могли использовать кожу животных для пошива кожаной одежды. Благодаря постоянному совершенствованию технологий, требования к изделиям из кожи продолжали расти. От простой «сырой кожи» до «выделанной кожи» и производства многофункциональной кожи с превосходными характеристиками, такими как водонепроницаемость, маслостойкость и огнестойкость. В то же время, появление искусственной кожи с особыми превосходными характеристиками бросило вызов натуральной.
Водонепроницаемость — неотъемлемое свойство современной кожи. Наиболее распространённый спрос на кожу для одежды и верха обуви.гидроизоляциярастёт с каждым днём. Для многих изделий из кожи условия покупки также стали включать «водонепроницаемость». Широкое применение водонепроницаемости делает водонепроницаемость одной из характеристик самой кожи. Сегодня разработано множество технологий обработки водонепроницаемости. В этой серии систематически обобщены результаты исследований водонепроницаемости кожи по трём аспектам: концепция водонепроницаемости кожи, механизм водонепроницаемости и технология обработки водонепроницаемости. В данной статье в основном объясняются концепция и механизм водонепроницаемости.
1. Основная концепция водонепроницаемости кожи
Ключ к водонепроницаемости кожи — предотвратить проникновение воды через кожу. Поскольку сама кожа гидрофильна, натуральная кожа, как правило, подвергается дублению, и предотвратить этот процесс невозможно. Гидрофильность кожи обусловлена трёхмерным переплетением коллагеновых волокон и бесчисленным множеством капилляров с разным радиусом между волокнами. После дубления добавление химических веществ приводит к появлению большего количества полярных групп, таких как гидроксильные, карбоксильные и аминогруппы. Благодаря принципу совместимости эти полярные группы могут образовывать связи с водой. Соединяйтесь.
После контакта кожи с водой наличие большого количества полярных групп приводило к гидрофильности и влагопроницаемости кожи. В то же время, наличие тонких трубочек в коже позволяло ей впитывать воду. Водонепроницаемость же заключается в блокировании вышеуказанного процесса, поэтому водонепроницаемость можно свести к следующим трём параметрам:
(1) Не увлажнять: предотвращать характеристики поверхности эпителиального фибрина, который влажный на поверхности воды, является эталоном воды.
(2) Отсутствие водопоглощения: свойство кожи не впитывать воду и не пропускать ее внутрь, то есть растворение воды.
(3) Точная защита от воды: свойство, предотвращающее проникновение воды с кожаной стороны на другую сторону, а именно водонепроницаемость.
Выше приведены три аспекта водонепроницаемости. Водонепроницаемость должна включать эти три аспекта, которые относятся к способности кожи противостоять водопоглощению, водопроницаемости и смачиванию водой. Однако водонепроницаемость существующей водонепроницаемой кожи часто не обладает обоими тремя. Например, хотя некоторые водонепроницаемые кожи могут быть мокрыми на поверхности, это может предотвратить проникновение воды в кожу. Отказ; хотя некоторые водонепроницаемые кожи не могут быть мокрыми на поверхности, их динамическая водонепроницаемость плохая. Существование этого явления делает понимание людей о водонепроницаемой коже более хаотичным. Чтобы подготовить высококачественную водонепроницаемую кожу, мы должны сначала сделать ее как статической, так и водонепроницаемой и динамической водонепроницаемой. Исходя из этого, это не снижает превосходные характеристики натуральной кожи, особенно гигиенические свойства кожи, и даже делает кожу более функциональной.
Во-вторых, кожаный водонепроницаемый механизм
С точки зрения внешнего вида, его можно разделить на два уровня: покрытие и кожа. Чэн Демона мы привыкли называть Лигой Леви. Согласно предыдущему описанию, водонепроницаемость подразумевает способность кожи противостоять водопоглощению, водопроницаемость и смачиванию водой. Первый шаг водонепроницаемости — предотвращение намокания кожи, что подразумевает проблему влажности на твердой поверхности. Взаимодействие между смачиванием — это взаимодействие жидкости и твердого тела, которое включает контакт Ци, жидкости и твердости. Поверхностное натяжение трехфазной контактной поверхности имеет поверхностное натяжение. О наличии смачивания можно судить по поверхностному натяжению: когда поверхностное натяжение жидкости ниже поверхностного натяжения твердого тела, жидкость может растекаться по твердой поверхности, смачивая ее. Под действием поверхностного натяжения жидкость сжимается на твердой поверхности в виде капель воды, не растекаясь и не смачивая ее, то есть вещества с высоким поверхностным натяжением не могут смачивать материал с низким натяжением. Поэтому, чтобы предотвратить пропитывание кожи водой, поверхностное натяжение кожи должно быть ниже поверхностного натяжения воды.
Степень увлажненности твёрдой поверхности обычно определяется контактным углом. Британский учёный Томас Янг объяснил эту проблему, предложив знаменитое уравнение Юнга: когда жидкость прилипает к поверхности твёрдой поверхности, степень увлажнения твёрдой поверхности можно выразить контактным углом θ (или углом увлажнения): cosθ = vs -g-vl-g vs-l
В формуле 1: θ — угол между границей раздела трёх фаз ци-жидкость-твёрдое тело, угол между натяжением между ци-жидкостью и границей раздела газ-твёрдое тело; поверхностное натяжение между жидкостью и ци; поверхностное натяжение между жидкостью и твёрдым телом и жидкостью. Подробнее см. ниже:
На рисунке 1 показана диаграмма зависимости между углом контакта и поверхностным натяжением. A - это состояние смачивания жидкостью твердого тела, а B - случай, когда оно не смачивается. Определив величину угла контакта, можно определить смачиваемость твердой поверхности, которая обычно составляет 90°. Как показано на рисунке 1A, взаимодействие между гидрофильными твердыми телами и жидкостями. Его угол контакта θ < 90°, жидкость помещается на твердую поверхность, что указывает на то, что жидкость легко смачивается твердым телом; На твердой поверхности наблюдается тенденция к сжатию с образованием сферических капель жидкости. Угол контакта θ > 90° указывает на то, что жидкость не легко смачивает твердое тело, то есть взаимодействие между гидрофобной твердой поверхностью и жидкостью. Чем меньше угол контакта, тем лучше смачиваемость; когда θ = 0°, это указывает на то, что твердая поверхность полностью смачивается, а при θ = 180° - совсем не смачивается. Следовательно, чтобы сделать поверхность кожи не намокающей и водоотталкивающей, необходимо интуитивно поддерживать угол контакта θ> 90°, что достигается за счет снижения поверхностного натяжения поверхности кожи. Помимо изменения угла контакта, чтобы предотвратить намокание поверхности кожи, следует также отметить, что сама кожа состоит из коллагеновых волокон, то есть имеет бесчисленное множество пор различного радиуса. Капиллярный эффект чрезвычайно легко возникает, что еще больше увеличивает скорость впитывания воды кожей. Следовательно, необходимо сделать кожу водонепроницаемой, а также рассмотреть улучшение гидрофобных свойств волокон кожи.
Капиллярное явление возникает из-за того, что силы адгезии и конденсации молекулярного адгезионного слоя изгибают поверхность жидкости. В то же время, наличие поверхностного натяжения создает дополнительное давление на искривленной поверхности жидкости, что делает жидкость искривленной, а жидкость под горизонтальной поверхностью – горизонтальной. Разность давлений. Эта разность давлений поднимает или опускает жидкость в капиллярной трубке, что компенсирует дополнительное давление, тем самым уравновешивая разность давлений. Жидкость в капиллярной трубке поднимается или опускается. Это можно оценить с помощью уравнения Юнга-Лапласа. Уравнение Юнга-Лапласа описывает связь между дополнительным давлением искривленной жидкости, поверхностным натяжением и радиусом кривизны жидкости, как показано в уравнении типа 2. △ P = γ (1 R1 + 1 R2). Тип 2: △ P — разность давлений между внутренней и внешней поверхностью жидкости; γ — коэффициент поверхностного натяжения; R1 и R2 — радиусы кривизны основной жидкости. Подробности см. ниже:
Как показано на рисунке 2, трехфазные системы сосуществования α, β и σ находятся в емкости капиллярной трубки. Если трехфазное равновесие происходит в капиллярной трубке с радиусом R, то краевой угол α равен θ. В схематической диаграмме уравнения Юнга-Лапласа, если θ < 90 °, то △ P < 0, поверхность жидкости в капиллярной трубке вогнутая, а сила, приложенная к жидкости снизу, тянет жидкость. Войдите в капиллярную трубку и смачивайте твердое тело; если θ > 90 °, то △ P > 0 Поверхность жидкости капиллярной трубки выпуклая. Суть Поэтому, чтобы капиллярный эффект не возник, по сути, нужно сделать краевой угол < 90 °, но этого можно добиться, уменьшив поверхность внутренней поверхности капилляра, чтобы изменить его поверхностное натяжение.
В-третьих, водонепроницаемый механизм с кожаным покрытием
Поверхность кожи первой подвергается воздействию воды. Помимо изменения поверхности кожи для предотвращения попадания воды, она также может заменить поверхность кожи, добавив слой водостойкого покрытия на поверхность кожи, чтобы сделать его первой линией защиты водонепроницаемой кожи. Сущность Ключ к добавлению этого покрытия заключается в влажности кожи, адгезии покрытия и проникновении пульпы. Нижнее покрытие является основой всего покрытия, и липкость имеет решающее значение для нижнего покрытия, поэтому липкость покрытия имеет важное значение. Влияние на покрытие можно обсудить как с физической, так и с химической точки зрения. Гладкая поверхность более неблагоприятна для адгезии покрытия, чем поверхность износа. Причина в том, что на поверхности износа есть много морщин, небольших выступов и неровностей. Больше способствует прилипанию. Использование химических сшивающих агентов может улучшить водонепроницаемость и липкость покрытия. Проникновение нижнего шлама также является ключевым влияющим фактором. Сама кожа представляет собой пористое вещество с волокнистой структурой. Согласно закону смачивания и адгезии, скорость проникновения целлюлозы в тело кожи зависит от многих факторов.
Формула Санд-Мейера описывает взаимосвязь между скоростью проникновения и поверхностным натяжением, вязкостью и углом контакта.
Формула 4: Скорость инфильтрации = степень пористости × поверхностное натяжение × вязкость cosθ
Из уравнения 4 мы видим:
(1) Функциональное значение (COSθ) угла смачивания (COSθ) пропорционально скорости проникновения пульпы, что указывает на то, что смачивание играет ключевую роль в проникновении донной пульпы.
(2) Увеличение пор, увеличение поверхностного натяжения, увеличение значения струны (COSθ) угла смачивания и уменьшение вязкости жидкости способствуют увеличению скорости смачивания жидкости. В то же время проникновение дна дна также следует рассматривать как глубину проникновения. Факторы, влияющие на глубину проникновения, в основном те же, что и факторы, влияющие на скорость инфильтрации, но глубина проникновения увеличенной пульпы заключается в снижении вязкости, уменьшении угла смачивания и увеличении поверхностного натяжения пульпы. Уменьшение угла смачивания и улучшение поверхностного натяжения противоречивы. Поэтому поверхностное натяжение следует соответствующим образом регулировать, чтобы заставить пульпу проникать глубже. Хотя скорость проникновения пропорциональна поверхностному натяжению, чем больше поверхностное натяжение, тем больше скорость проникновения и больше поверхностное натяжение.
Помимо факторов, упомянутых выше, проникновение в нижнюю часть поверхности кожи также связано с ее концентрацией, состоянием кожи (влажность, степень пористости, полярность заряда и т. д.) и методами покрытия.
Время публикации: 30 мая 2024 г.