拒水拒油及防污整理

石蜡铝皂法拒水剂处方(g/L) 石蜡 醋酸铝 烧碱 松香 明胶 甲醛 硬脂酸 60 55 11 20 15 10 5
工艺流程：二浸二轧(拒水液20～30g/L，轧 液率100％)→烘干→成品 轧液温度35～40℃ 配制拒水浆液时，先将松香、硬脂酸、明胶 及烧碱等混合，加热至60～70℃，注人熔融 石蜡，不断搅拌至充分乳化。最后将乳液徐 徐加人已溶好的醋酸铝溶液中，充分搅拌均 匀，加水到配制液量。
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在拒水整理中，可将液体(水)的表面张力看做是常数，因此，液 体能否润湿固体表面，决定于固体的表面张力(γs )和液－固的 界面张力(γls)。 从拒水要求来说，接触角越大越有利于水滴的滚动流失，也就是 说γs －γls越小越好。由于γs和γls，实际上几乎不能直接测 量。所以通常普遍采用接触角或来直接评定润湿程度。 接触角并非润湿的原因，而是其结果，因此有人采用固体的表面 能来预测某液体在该固体上的润湿性能。由于固体表面张力几乎 无法测量，为了了解固体表面的可润湿性，有人测定它的临界表 面张力（接触角恰好为0°时该液体的表面张力，可采用外推法 求得）。 临界表面张力虽然不能直接表示该固体的表面张力，而是表示了 γs －γls的大小，却能说明该固体表面被润湿的难易。
拒水拒油及防污整理

虞波
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掌握接触角、临界表面张力等基本概念 理解拒水拒油整理的原理、工艺， 了解拒水拒油整理剂的种类及特点。 理解防污整理的机理，了解防污整理剂的种类及特点。
拒水拒油整理的发展历史


20世纪50年代，美国3M公司合成了丙烯酸全氟烷基酪聚合物乳液， 率先推出了商标为“Scotchgard”的拒水拒油整理剂。具有一定的 拒水拒油性，但存在着价格昂贵、耐久性差等缺点。 20世纪60年代，含氟聚合物的研究和应用在美国与日本得到了进 一次的发展，通过引入共聚单体来降低价格，改善耐久性。 20世纪70年代以后，随着氟有机化学的发展，一些新型的含有亲 水基，如季铵盐、聚氧乙烯链段及羟基等的含氟丙烯酸类单体相 继出现，使含氟聚合物不仅具有拒水拒油性，而且还有防污和抗 静电性能。为新一代拒水拒油整理剂的问世提供了必要的条件。 目前，国际上生产含氟聚合物类拒水拒油整理剂的厂家较多，主 要有旭硝子、杜邦、3M、赫斯特及汽巴公司等。
拒水拒油的原理



拒水拒油是以有限的润湿为条件的，表示经处理的织 物在不经受任何外力作用的静态条件下，对抗液体油 污渗透作用的能力但毛细管作用和液滴的重力作用除 外。 织物拒油性评定:将油滴滴于织物上，观察抗油渗透的 能力。通常应用一系列表面张力γlv均衡降低的烃类同 系物来测定织物的拒油性。在试验时，将能保留于织 物表面上表面张力最低的烃类化合物来表示该织物的 拒油性能。 织物拒水性评定:有各种不同的动态和静态测试方法， 通常以在一定试验条件下，织物对拒水的润湿和渗透 能力来表示。



临界表面张力概念，对于预测对抗某种液体润湿拒水整理品的化 学性能相当有用。 水具有高表面张力(72.0×10-5N/cm，25℃)，因此，用临界表面 张力为30×10-5N/cm左右的疏水性脂肪烃类化合物，或用γl为 24×10-5N／cm的有机硅整理剂，可具有足够的拒水性。 拒水性脂肪烃油表面张力为(20～30)×10-5N/cm，必须应用含氟 烃类整理剂才能使其纤维的临界表面张力降低到l5×10-5N/cm以 下。 当整理剂使纤维的临界表面张力降低到脂肪烃油的表面张力以下 时，整理品既有拒水性，也具有拒油的性能。 整理品的初始拒水性并不是选择拒水剂的唯一标准，耐干洗和耐 湿洗涤性能、耐磨性、耐沾污性、应用的方便性及其成本都是必 须考虑的重要因素。
拒水整理
根据拒水耐洗涤性，可将拒水整理分为非耐久、半耐久和耐久性 整理。 按标淮方法洗涤， 耐久性防水：洗涤30次以上，仍有一定防水效果， 半耐久性防水：耐洗5－30次； 非耐久性防水：耐洗5次以下。

非耐久性拒水整理
石蜡金属盐法：最适用且加工方便的是石蜡铝皂法，分为一 浴法和二浴法 一浴法： 将醋酸铝和石蜡肥皂乳液混在一起使用。为避免破乳发生沉 淀，在乳液中要预先加入保护胶体，如明胶等

织物会产生拒水性的原因：织物中纤维的表面性能发生变化的 缘故。一滴液体滴在固体表面上，由于液体和固体的表面张力 (可分别用γl和γs表示)以及液一固间的界面张力(γls)相互作 用的结果，会形成各种不同的形状(从圆珠形到完全铺平)。

A点受有3种力的作用, 满足下列方 程：
θ称为接触角 当θ＝180°时，液滴为圆珠状、是一种理 想的不润湿状态， 当θ＝0°时，液滴在固体表向铺平，为固 体表面被液滴润湿的极限状态。
半耐久性拒水整理
含锆盐的拒水剂处方(g/L) 硬蜡(熔点90℃) 石蜡 软蜡 二氯化锆 甲酸 63 63 32 100 120

组分同样含有高熔点的蜡和石蜡。在石蜡乳液中加人的锆化合物 通常为二氯化锆。 锆盐代替铝盐可提高拒水的耐久性是由于蜡和石蜡的粒子被形成 的氢氧化锆吸收的量增加，同时氢氧化锆对纤维系纤维有较好的 亲和力。
正确区分“拒水”和“防水”两 种概念



拒水:以疏水性化合物沉积于纤维表面，织物表面留有孔隙，空 气和水气还可透过。 防水:以不透水的化合物充填织物表面的孔隙，因此，既防水又 不透气。经橡胶涂层的织物是防水的实例。 拒水和防水的主要差异在于前者在水压作用下，有较高的透水性 并可透水气。当水压较高时，拒水而不防水的织物可以透水。 防水是一种夸大的说法，因此目前更多的是用“不透水”代替 “防水”概念。
表面张力

掉下来的一滴水或其他液体，有形成球形的倾向，因为水或液体 表面有一种“力”，称为表面张力，有使液滴保持最小面积的作 用。
液体的表面张力产生的原因： 在液体表面，也就是在液-气界面上的 水分子与在液体中的水分子所受的作用 力是不同的，因为前者在接触空气的一 边所受到的气体的作用力比溶液内的分 子对它的吸引力要小得多，这样便产生 了向下的拉力，造成液体表面有收缩的 趋势，形成表面张力。