Deblocarea chimiei: transformarea hidrofilă a țesăturilor nețesute

Natura hidrofobă a țesăturii nețesute

Țesăturile nețesute, în special cele polimerice, cum ar fi polipropilena sau polietilena, sunt de obicei hidrofobe, ceea ce înseamnă că respinge apa. Această natură hidrofobă este o provocare pentru aplicațiile în care este necesară absorbția apei, cum ar fi articolele absorbante.

Aplicarea surfactantului:

Un surfactant este un compus care reduce tensiunea superficială a unui lichid, permițându-i să se răspândească mai ușor. Când surfactantul este aplicat pe materialul nețesut, acesta modifică proprietățile suprafeței.

Un agent activ de suprafață, sau un agent activ de suprafață, este de obicei compus dintr-un agent hidrofil (care atrage apa)"cap"și un hidrofob (refug la apă)"coadă."

Când sunt aplicate pe materialul nețesut hidrofob, cozile hidrofobe ale moleculelor de surfactant sunt atrase de suprafața materialului, în timp ce capetele hidrofile sunt orientate spre exterior.

Chimia din spatele ei

Moleculele de apă sunt coezive; tind să se lipească împreună datorită legăturilor de hidrogen.

Cozile hidrofobe ale surfactantului perturbă această forță de coeziune inserându-se între moleculele de apă.

Această acțiune reduce forțele atractive dintre moleculele de apă de la suprafață, ceea ce duce la o scădere a tensiunii superficiale.

Surfactantul în esență"Se imprastie"pe suprafața țesăturii, scăzând energia necesară pentru ca apa să ude țesătura.

Tensiunea superficială redusă face ca materialul nețesut să fie mai receptiv la apă, făcându-l umezibil.

Țesătura, cândva hidrofobă, permite acum apei să se răspândească pe suprafața sa, mai degrabă decât să formeze picături sau să fie respinsă.

De exemplu, un surfactant hidrofil format din octilfenoxipolietoxi etanol-

Octilfenoxipolietoxietanolul este un surfactant neionic cu un cap hidrofil format din lanțuri de polietilen glicol și o coadă hidrofobă compusă dintr-o grupare octilfenol.

Lanțurile de polietilen glicol din cap îl fac hidrofil, în timp ce gruparea octilfenol conferă proprietăți hidrofobe.

Interacțiunea cu apa:

Cap hidrofil: Lanțurile de polietilen glicol din capul moleculei de surfactant au o afinitate mare pentru apă. Ele formează legături de hidrogen cu moleculele de apă, promovând dizolvarea și creând o suprafață care atrage apa.

Interacțiunea cu materialul nețesut hidrofob:

Atașarea cozii hidrofobe: Coada hidrofobă, compusă din gruparea octilfenol, tinde să interacționeze cu suprafețele hidrofobe, cum ar fi cele ale țesăturii nețesute.

Reducerea tensiunii superficiale

Pe măsură ce moleculele de surfactant se adsorb pe suprafața țesăturii, cozile hidrofobe se înglobează în țesătură, reducând forțele de coeziune dintre fibrele țesăturii.

Acțiune de umezire

Capul hidrofil, îndreptat spre exterior, atrage acum molecule de apă. Acest lucru reduce tensiunea superficială a apei și facilitează răspândirea acesteia pe țesătura anterior hidrofobă.

Procesul general

Surfactantul acționează în esență ca un mediator între apă și țesătura hidrofobă. Scade energia necesară pentru ca apa să umezească materialul prin reducerea tensiunii superficiale.

Moleculele de surfactant formează un monostrat pe suprafața țesăturii, făcându-l mai susceptibil la absorbția apei și modificându-i natura hidrofobă inițială.

În concluzie

Capul hidrofil al octilfenoxipolietoxietanolului atrage apa, iar coada sa hidrofobă interacționează cu țesătura hidrofobă, creând o punte între cele două.

Această interacțiune determinată de surfactant duce la o reducere semnificativă a tensiunii superficiale, permițând apei să ude eficient materialul nețesut.

Tensiunea superficială redusă permite țesăturii să devină umezibilă. Aceasta înseamnă că, în loc să respingă apa, materialul permite apei să se răspândească pe suprafața sa. În plus, în invenția descrisă, este aplicat și un polimer hidrofil, care îmbunătățește și mai mult capacitatea țesăturii de a interacționa cu și de a absorbi apa.

Înțelegerea acestei chimie ajută la aprecierea modului în care adăugarea de agenți tensioactivi poate transforma natura hidrofobă a țesăturilor nețesute, făcându-le hidrofile și îmbunătățindu-le performanța în diverse aplicații.