Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

2.3.6. Теоретические основы поверхностной модификации текстильных материалов

Если вода при смачивании твердой поверхности имеет угол смачивания Q >90o , то такую поверхность называют гидрофобной. Если это условие соблюдается при смачивании твердого тела маслом, то эту поверхность называют олеофобной.

Придание тканям свойств гидрофобности и олеофобности представляет собой сложную задачу не только для технологов, но и для научных работников, занимающихся созданием препаратов для поверхностной модификации тканей.

В соответствии с уравнением Лапласа пропитка пористых тел, классический пример которых представляют собой ткани, возможна при условии

, (1.2.82)

где DР – капиллярное давление; r– радиус капилляров; Q -краевой угол смачивания жидкостью поверхности твердого тела; sжповерхностное натяжение жидкости.

Поскольку в соответствии с уравнением Юнга

, (1.2.83)

то для подавления капиллярного впитывания следует снижать разность (sт/г – sт/ж ). Тогда можно будет достичь условия DP < 0, при котором капиллярное впитывание прекратится.

С позиций рассмотренных выше представлений о критическом поверхностном натяжении твердых тел для предотвращения смачивания твердой поверхности водой, т.е. достижения гидрофобности, необходимо уменьшить sc поверхности волокон до величины меньшей 40 мДж/м2, а для придания олеофобных свойств sc должна быть менее 20 мДж/м2.

Для придания тканям гидрофобных свойств на поверхности волокон наносят слой из молекул, содержащих только группы –СH2– и –СН3. Поверхность твердого тела, закрытая группами –СН2– , имеет величину sc = 30¸35 мДж/м2, а закрытая группами –СН3– , sс= 22¸25 мДж/м2. Использование хлорированных парафинов позволяет снизить sс до величины 38¸40 мДж/м2. Наряду с катионоактивными ПАВ, адсорбция которых позволяет создать ориентированный нормально к поверхности гидрофобный слой углеводорода, или хлорированными парафинами для гидрофобной отделки тканей применяют силиконовые олигомеры или полимеры типа [–O–Si(R1R2) –]n, молекулы которых образуют на поверхности волокон пленки, а их боковые алкильные группы (R1, R2) образуют покрытия такого же типа, как углеводороды или хлорированные парафины.

Для придания олеофобности необходимо использовать соединения, содержащие группы –CF2– и –CF3. Первые способны понизить sс до величины 18 мДж/м2, а вторые - до sс= 7 мДж/м2. Модифицирующие пленки такого типа могут быть созданы при адсорбции катионактивных фторуглеродных ПАВ на волокнах или при создании на поверхности волокон в тканях пленок из фторсодержащих полимеров, например [–C(Rf)H–CH2–]n, где Rf = (–CF2)xCF3.

Хороший эффект олеофобизации получается при х > 5.

Устойчивые олеофобные свойства достигаются, если модификатор закрепляется химическим путем. В противном случае при стирке или химической чистке изделий из таких тканей модификатор будет удаляться.

В большинстве случаев модифицированная ткань остается пористой и может пропускать воздух. Она также сохраняет свойство водопроницаемости, так как поры между нитями и между волокнами остаются. Но для проникновения воды через эти поры следует создавать такое гидростатическое давление, которое было бы выше отрицательного капиллярного давления при Q > 90o. В этом случае для характеристики гидрофобности обычно используют понятие водоупорности, критерием которой при Q > 90o может служить уравнение

, (1.2.84)

где rgh – гидростатическое давление столба воды, необходимое для продавливания воды через отверстия ткани, волокна которой модифицированы; r – плотность воды; h – высота водного столба, при которой начинается проникновение воды через ткань.

литература

1. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров.– Киев: Наукова думка,1984. – 343 с.

2. Липатов Ю.С. Межфазовые явления в полимерах.– Киев: Наукова думка, 1980. – 260 с.

Глава 3. Межфазовая поверхность «твердое тело-газ». 1

3.1. Удельная и удельная активная поверхность волокон. 1

3.2. Адсорбция газов и паров на твердой поверхности. 4

3.2.2. Модели полислоя. 11

3.2.3. Пористость. 21

Классификация пор. 21

Основы теории адсорбции на пористых адсорбентах. 23

Мезопористые адсорбенты.. 27

Дополнительная литература. 29


Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница
ПраймКемикалсГрупп