Produk kulit telah banyak diminati sejak zaman kuno. Penggunaan kulit dapat ditelusuri kembali ke era Paleolitikum. Pada masa itu, nenek moyang kita telah mampu menggunakan kulit hewan untuk menjahit pakaian berbahan kulit. Dengan reformasi teknologi yang berkelanjutan, kebutuhan masyarakat akan produk kulit juga terus meningkat. Dari "kulit mentah" sederhana menjadi "kulit matang", hingga kini terus dikembangkan produksi kulit multifungsi dengan kinerja unggul seperti tahan air, tahan minyak, dan tahan api. Di saat yang sama, kemunculan kulit buatan dengan kinerja istimewa yang istimewa telah menantang kulit alami.
Tahan air adalah fitur penting dari kulit modern. Kulit pakaian dan kulit bagian atas yang paling banyak digunakan diminati.kedap airMeningkat dari hari ke hari. Kondisi pembelian banyak produk kulit juga telah menambahkan "kedap air". Penerapan revolusi kedap air yang meluas menjadikan kedap air sebagai salah satu ciri khas kulit itu sendiri. Saat ini, banyak teknologi proses kedap air telah dikembangkan. Seri ini secara sistematis merangkum konten relevan penelitian kedap air pada kulit dari tiga aspek: konsep kedap air pada kulit, mekanisme kedap air, dan teknologi proses kedap air. Artikel ini terutama menjelaskan konsep dan mekanisme kedap air.
1. Konsep dasar kulit tahan air
Kunci ketahanan air pada kulit adalah mencegah air masuk ke sisi kulit lainnya melalui sisi kulit itu sendiri. Karena kulit itu sendiri bersifat hidrofilik, kulit alami umumnya disamak dan tidak dapat mencegah proses ini. Sifat hidrofilisitas kulit terdiri dari serat kolagen yang terjalin dalam ruang tiga dimensi, dan terdapat banyak tabung kapiler dengan radius berbeda di antara serat-seratnya. Setelah penyamakan, penambahan bahan kimia telah menghasilkan lebih banyak gugus polar, seperti gugus hidroksi, karboksil, dan amino. Berkat prinsip kompatibilitas yang serupa, gugus polar ini dapat membentuk ikatan dengan air. Kombinasikan.
Setelah kulit bersentuhan dengan air, keberadaan sejumlah besar gugus polar menyebabkan kulit menjadi hidrofilik dan lembap. Di saat yang sama, keberadaan tabung-tabung tipis pada kulit memungkinkan kulit menyerap air ke dalam kulit. Dan sifat kedap air berfungsi untuk menghalangi terjadinya proses di atas, sehingga sifat kedap air dapat diringkas menjadi tiga hal berikut:
(1) Tidak melembabkan: Mencegah karakteristik permukaan fibrin epitel, yang basah di permukaan air, adalah referensi air.
(2) Tidak menyerap air: kinerja mencegah kulit menyerap air dan menyusup ke dalam, yaitu resolusi air.
(3) Presisi air: Kinerja mencegah air masuk dari sisi kulit ke sisi lainnya, yaitu Water Proof.
Di atas adalah tiga aspek kinerja tahan air. Kinerja tahan air harus mencakup ketiga aspek ini, yang mengacu pada kemampuan kulit untuk menahan penyerapan air, permeabilitas air dan pembasahan oleh air. Namun, kinerja tahan air dari kulit tahan air yang ada seringkali tidak memiliki ketiganya. Misalnya, meskipun beberapa kulit tahan air dapat basah di permukaan, ia dapat mencegah air menembus ke dalam kulit. Penolakan; meskipun beberapa kulit tahan air tidak dapat basah di permukaan, ketahanan air dinamisnya buruk. Adanya fenomena ini membuat pemahaman orang tentang kulit tahan air lebih kacau. Untuk menyiapkan kulit tahan air kelas atas, pertama-tama kita harus membuatnya tahan air statis dan tahan air dan tahan air dinamis. Berdasarkan hal ini, itu tidak mengurangi kinerja kulit alami yang sangat baik, terutama kinerja higienis kulit, dan bahkan membuat kulit lebih fungsional.
Kedua, mekanisme tahan air kulit
Dari segi tampilan, dapat dibagi menjadi dua lapisan, yaitu lapisan luar dan lapisan dalam kulit. Untuk Cheng Demon, kita biasa menyebutnya League of Levy. Uraian sebelumnya, kedap air mengacu pada kemampuan kulit untuk menahan penyerapan air, permeabilitas air, dan pembasahan oleh air. Langkah pertama dalam kedap air adalah mencegah permukaan kulit menjadi basah, yang melibatkan masalah kelembapan pada permukaan padat. Interaksi antara pembasahan adalah interaksi antara cairan dan padatan, yang melibatkan kontak Qi, cairan, dan solidaritas. Tegangan permukaan permukaan kontak tiga fase memiliki tegangan permukaan. Terjadinya fenomena pembasahan dapat dinilai dari tegangan permukaan: Ketika tegangan permukaan cairan lebih rendah daripada tegangan permukaan padatan, cairan dapat memperluas permukaan pada permukaan padat untuk membasahi padatan. Selama tegangan permukaan, cairan akan menyusut pada permukaan padat dalam bentuk tetesan air tanpa menyebar dan membasahi, artinya, zat dengan tegangan permukaan tinggi tidak dapat membasahi bahan dengan tegangan rendah. Oleh karena itu, untuk mencegah kulit terendam air, tegangan permukaan kulit harus lebih rendah daripada tegangan permukaan air.
Derajat kelembapan padatan biasanya direpresentasikan oleh sudut kontak. Ilmuwan Inggris Thomas Young menjelaskan masalah ini dengan mengajukan persamaan Young yang terkenal: Ketika cairan menempel pada permukaan padatan, derajat kelembapan permukaan padatan dapat direpresentasikan oleh sudut kontak θ (atau sudut kelembapan): cosθ = vs -g - vl - g vs - l
Dalam rumus 1: θ — Sudut antara pertemuan tiga fase qi-cair-padat, sudut antara tegangan antara qi-cair dan antarmuka gas-padat; Tegangan permukaan antara cair-qi; Tegangan permukaan antara vs-l-padat-cair. Lihat detail di bawah ini:
Gambar 1 menunjukkan diagram hubungan antara sudut kontak dan tegangan permukaan. A adalah kondisi pembasahan cairan dan padatan, dan B adalah kasus di mana ia tidak basah. Dengan menentukan ukuran sudut kontak, Anda dapat menentukan pembasahan permukaan padatan, yang umumnya 90 °. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 A, interaksi antara padatan hidrofilik dan cairan. Sudut kontaknya θ <90 °, cairan ditempatkan pada permukaan padatan, yang menunjukkan bahwa cairan mudah basah dan padat; Ada tren kontraksi pada permukaan padatan untuk membentuk tetesan cairan bulat. Sudut kontak θ> 90 ° menunjukkan bahwa cairan tidak mudah membasahi padatan, yaitu interaksi antara permukaan padatan hidrofobik dan cairan. Semakin kecil sudut kontak, semakin baik keterbasahannya; ketika θ = 0 °, itu menunjukkan bahwa permukaan padatan benar-benar basah, dan θ = 180 ° tidak basah sama sekali. Oleh karena itu, agar permukaan kulit tidak basah dan menolak air, perlu dilakukan kontak dengan sudut θ>90° secara intuitif, dan ini dapat dicapai dengan mengurangi tegangan permukaan kulit. Selain mengubah sudut kontak untuk mencegah permukaan kulit basah, perlu juga diperhatikan bahwa kulit itu sendiri tersusun dari serat kolagen, yaitu serat dengan radius yang tak terhitung jumlahnya. Fenomena kapiler sangat mudah terjadi, yang selanjutnya akan meningkatkan laju penyerapan air pada kulit. Oleh karena itu, perlu dibuat kedap air, dan perlu dipertimbangkan pula peningkatan sifat hidrofobik serat kulit.
Fenomena kapiler terjadi karena gaya adhesi dan kondensasi lapisan adhesi molekuler membuat permukaan cairan melengkung. Pada saat yang sama, adanya tegangan permukaan menyebabkan tekanan tambahan pada permukaan cairan yang melengkung, yang membuat cairan melengkung dan cairan di bawah permukaan cairan horizontal. Perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan ini menaikkan atau menurunkan cairan dalam tabung kapiler, yang mengimbangi tekanan tambahan, sehingga menyeimbangkan perbedaan tekanan. Cairan dalam tabung kapiler naik atau turun. Hal ini dapat dinilai dengan persamaan Young-Laplace. Persamaan Young-Laplace menggambarkan hubungan antara tekanan tambahan cairan melengkung dan tegangan permukaan serta jari-jari kelengkungan cairan, seperti yang ditunjukkan pada tipe 2. △ P = γ (1 R1 + 1 R2) Tipe 2: △ P — Perbedaan tekanan antara bagian dalam dan luar permukaan cairan; γ - koefisien tegangan permukaan; R1 dan R2 — jari-jari kelengkungan utama cairan. Lihat detail di bawah ini:
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 sistem koeksistensi tiga fase α, β, dan σ dalam kapasitas tabung kapiler. Jika keseimbangan tiga fase terjadi pada tabung kapiler dengan jari-jari R, sudut kontak α adalah θ. Dalam diagram skema persamaan young-laplace, jika θ <90 °, maka △ P <0, permukaan cairan dalam tabung kapiler cekung, dan gaya yang diberikan pada cairan di bawahnya menarik cairan tersebut. Masukkan tabung kapiler dan basahi padatan; jika θ> 90 °, maka △ P> 0 Permukaan cairan tabung kapiler cembung. Esensi Oleh karena itu, untuk membuat efek kapiler tidak terjadi, pada dasarnya adalah membuat sudut kontak <90 °, tetapi dapat dicapai dengan mengurangi permukaan permukaan bagian dalam kapiler untuk mengubah tegangan permukaannya.
Ketiga, mekanisme tahan air lapisan kulit
Permukaan kulit adalah yang pertama kali terkena air. Selain mengubah permukaan kulit agar tidak terkena air, permukaan kulit juga dapat diganti dengan menambahkan lapisan tahan air pada permukaan kulit untuk menjadikannya garis pertahanan pertama ketahanan air kulit. Inti dari penambahan lapisan ini terletak pada tingkat kelembapan kulit, daya rekat lapisan, dan penetrasi pulp. Lapisan dasar merupakan dasar dari keseluruhan lapisan, dan daya rekatnya sangat penting untuk lapisan dasar, sehingga daya rekat lapisan sangat penting. Dampak pada lapisan dapat dilihat dari sifat fisik dan kimianya. Permukaan yang halus lebih tidak mendukung daya rekat lapisan dibandingkan permukaan yang aus. Hal ini disebabkan oleh banyaknya kerutan, tonjolan kecil, dan ketidakrataan pada permukaan yang aus. Hal ini lebih kondusif untuk daya rekat. Penggunaan agen pengikat silang kimia dapat meningkatkan daya rekat dan daya rekat lapisan. Penetrasi bubur dasar juga merupakan faktor penting yang memengaruhi. Kulit itu sendiri merupakan zat berpori dengan struktur serat. Menurut hukum pembasahan dan perekat, tingkat penetrasi pulpa ke dalam badan kulit berkaitan dengan banyak faktor.
Rumus SandMeyer menggambarkan hubungan antara laju kecepatan penetrasi dan tegangan permukaan, viskositas dan sudut kontak.
Rumus 4: Kecepatan infiltrasi = derajat pori × tegangan permukaan × cosθ viskositas
Dari Persamaan 4, kita dapat melihat:
(1) Nilai fungsional (COSθ) sudut basah (COSθ) sebanding dengan kecepatan penetrasi pulp, menunjukkan bahwa pembasahan merupakan peran kunci dalam penetrasi pulp dasar.
(2) Meningkatkan pori-pori, meningkatkan tegangan permukaan, meningkatkan nilai string (COSθ) sudut kontak, dan mengurangi viskositas cairan kondusif untuk meningkatkan kecepatan pembasahan cairan. Pada saat yang sama, penetrasi bagian bawah juga harus dipertimbangkan kedalaman penetrasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi kedalaman penetrasi pada dasarnya sama dengan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan infiltrasi, tetapi kedalaman penetrasi pulp yang meningkat adalah untuk mengurangi viskositas, mengurangi sudut basah, dan meningkatkan tegangan permukaan pulp. Ini bertentangan dengan mengurangi sudut basah dan meningkatkan tegangan permukaan. Oleh karena itu, tegangan permukaan harus disesuaikan dengan tepat untuk membuat pulp menembus lebih dalam. Meskipun kecepatan penetrasi sebanding dengan tegangan permukaan, semakin besar tegangan permukaan, semakin besar kecepatan penetrasi, semakin besar tegangan permukaan.
Selain faktor-faktor yang disebutkan di atas, penetrasi bagian bawah permukaan kulit juga terkait dengan konsentrasinya, status kulit (kadar air, derajat pori, polaritas muatan, dll.) dan metode pelapisan.
Waktu posting: 30 Mei 2024