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2.1拒水拒油整理的原理

Young 提出了著名的楊氏方程，楊氏方程建立了液體在固體表面形成的接觸角θ和界面張力之間的關(guān)系，界面張力指的是固體同氣體之間、液體和氣體之間以及固體和液體之間的張力。

γs=γSL+γL COSθ        (1)

(1)式中γS―固體的表面張力

γSL―固-液間的表面張力

γL―液體的表面張力           

θ ―接觸角

從圖1中能看出來，接觸角θ越大拒水效果就越好（當(dāng)接觸角θ趨近于180 ，液滴為圓球形，即固體不被潤濕的理想狀態(tài)）。由于液體表面張力不變，因此要達(dá)到拒水的目的，就必須減小固體表面張力或者使固-液表面張力變大。拒水整理就是基于這一點(diǎn)而進(jìn)行的。一般拒水整理劑大多是含有長鏈脂肪烴的化合物，碳鏈為C17-18

或分子外層為連續(xù)的―CH3、―CF3或―CF2―，而分子的另一端為極性基團(tuán)。用拒水劑處理織物時(shí)，整理劑的反應(yīng)性基團(tuán)或者極性基團(tuán)定向地吸附于纖維表面，而整理劑的碳?xì)溟L鏈或連續(xù)排列的―CH3、-CF3等基團(tuán)排列在織物表面，形成疏水性的連續(xù)薄膜；或防水劑分子的活性基團(tuán)在一定條件下，在纖維表面發(fā)生相互聚合形成三維空間結(jié)構(gòu)，成為網(wǎng)狀薄膜，這樣就使得纖維表面張力減小。隨著纖維表面張力的減小，COSθ 值變小，θ變大，阻止水以及各種油污的潤濕與滲透，即使水或者油污哎織物表面呈現(xiàn)液狀，易去除，從而達(dá)到拒水整理的目的[3]。

拒油原理和拒水原理極為相似，都是改變纖維表面性能，使其臨界表面張力降低。而拒水整理比拒油整理簡單，只要使纖維表面經(jīng)表面改性后對(duì)表面張力較大的水(72.6mN/m)能產(chǎn)生較大的接觸角，就能達(dá)到拒水的目的；而拒油整理是使纖維表面改性后臨界表面張力大幅度下降，對(duì)表面張力較小的油(20~40mN／m)也產(chǎn)生較大的接觸角，使纖維產(chǎn)生拒油的效果。

2.2臨界表面張力

由于氣固界面自由能的數(shù)值難于測(cè)定，所以引人了臨界表面張力的概念。它是利用具有不同界面自由能的同系物液體在同一固體表面的接觸角的大小來確定的，當(dāng)接觸角為零時(shí)的液體界面自由能數(shù)值即為此固體的臨界表面張力。固體的臨界表面張力意義為:只有當(dāng)液體的界面自由能小于固體的臨界表面張力時(shí)，液體才能在此固體表面鋪展[4]。

織物的潤濕性能通過表面自由能和臨界表面張力表現(xiàn)出來。當(dāng)固體(織物)表面自由能較低時(shí)，各種液體很難潤濕織物；當(dāng)固體的臨界表面張力小于液體的表面張力 γL時(shí)液體很難在固體表面鋪展，流體將在固體表面形成一定的接觸角，即液體難以潤濕固體。因此織物的拒水拒油整理可通過降低織物的表面自由能或者臨界表面張力來實(shí)現(xiàn)。