一种毛细液体对应的柔性材料孔径分布测定表征和图的叠加方法。包括对多个液体分别实施的孔径分布测定和表征的方法和针对特定孔尺寸区域以及覆盖全部孔径区域的精细程度可调节的多液体孔径数据叠加方法。利用质量分级和在线电测分级法，改进级分剪取操作，采用不同液体得到各自对应的孔径分布数据和直方图、曲线图及累计图，针对性地用于对各个液体毛细渗透过程相关参数的定量评价和控制，可显著提高测控精度。将各个液体孔径分布数据叠加为水系和油系孔径分布图，可更精确表证柔性孔材料微米级孔结构，还可根据需要灵活调节图中各个尺寸区域的精度。有助于进一步精确控制织物的湿加工和热湿舒适性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柔性毛细孔径分布的测定方法。
技术介绍
常规的材料孔径测定方法主要有两种真空吸附法和加压法。真空吸附法基于低温下高真空度下的惰性气体在多孔表面的吸附。其测量范围主要是微孔(0.35-2纳米) 和介孔(2-50纳米)，最大可测定500纳米的大孔，但因受到该法原理及其测试条件制约 100-500纳米范围内精度已经明显下降。由于与织物湿加工过程和穿衣的排汗过程密切相关的孔都在几个微米到几百微米间，这种方法不能测定故不适用。加压法主要是汞压法，尽管可以测定纳米级孔径，但此法的优势是测定微米级甚至毫米级的大孔。由于加压法都必须施加大的气体压力织物会严重变形。例如测定1微米孔就需要加约1000公斤/平方厘米的压力，即使100微米孔也需要大约10个大气压，织物早已严重变形，不再代表使用时的孔结构。织物的润湿性对于其湿加工和热湿舒适性都是至关重要的。作为两端开口、部分有序的毛细孔集合体，织物的润湿性通常与其毛细孔分布密切相关，因为无论是湿加工或者服用过程中，水分、有机溶剂及汗液的输运都主要是在毛细孔中进行，其中涉及的吸附、 扩散、渗透、蒸发等过程都依赖于毛细孔的构造(形状、粗糙度、大小、分布等)。鉴于织物结构的复杂性，目前主要测量织物润湿性的方法都是在较毛细孔更大尺度上的度量，主要包括毛细芯吸法、液滴法、沉降法等，由于没能与织物的毛细孔结构直接关联，制约了深入研究织物润湿行为的本质和进一步定量化测定。国内外虽然对孔尺寸进行了大量研究，但都是根据织物几何结构参数由公式计算织物毛细孔半径，或简化为平均孔径及最大、最小孔径的处理，难以满足定量表征种类纷繁的织物结构导致的润湿行为的差异，因为即使同种平均孔径的织物也可以对应许多种纱线密度、经纬密度和织造结构。为解决这个问题，近五年来我们进行了一系列研究。此前齐宏进、狄剑锋等先后申请了有关专利技术专利，包括‘采用质量分级法对柔性多孔体系毛细孔径分布的测定方法’(专利申请号100910194353. 9)，标题为‘在线电量分级法测定柔性孔材料孔径分布的装置和方法’(专利申请号201010513361. 8)和标题为用于织物孔径测定的级分梯度浸湿和残液合并标示剪取法’(专利申请号2011100M845.幻，是基于单一液体毛细渗透达到平衡时进行测定的柔性材料孔径分布数据。由于湿加工(上浆、退浆、煮炼、染色、涂层和后整理)过程经常使用各种化学助剂和染化料使液体对材料的润湿性能发生改变，接触角在较大范围内变化。另一方面，人们在穿衣时排出的汗液，也是胆留醇、氯化钠以及其他成分的水溶液， 改变了液体的润湿性能。我们的研究发现，不同液体由于其接触角不同，液体并不能进入该材料的全部孔范围内(这种孔是指在空气中材料的空隙)，只能进入其中的一部分孔隙。液体润湿性越好，进入的范围越大。此前没有人提出过同一材料由于毛细渗透液体不同导致的与润湿过程直接相关的孔径分布显著差异的现象，也没见对应不同液体的同一材料孔径分布的测定方法和数据，也没有人提出必须根据柔性材料使用环境中的液体，测定对应的孔径分布数据，而不是简单的用水或气体中测定孔结构数据代替它们。因此，必须根据不同的液体，提供织物和其他柔性孔材料对控制加工参数最为直接有效的孔径分布数据，也必须提供对人体排汗最为直接有效的孔径分布数据，这样才能更为精细和定量地控制上述过程。本专利技术就是提出测定这类孔径分布的方法。另一方面，狄剑锋、齐宏进等提出的质量分级法，由于级分剪取操作的限制，不能无限缩小其宽度，因而孔径数据较粗糙。特别是由于级分高度与半径的反比关系导致较大孔径区域数据跨度更大、更为粗糙。在线电测法虽然理论上可以无限缩小各个级分高度的间距，但由于织物一类柔性孔材料纱线和纤维间空隙分布不均，探头接触部位和接触压力只能在一定程度上保持稳定，间距越大带来的数据波动就越大。而且，对于导电性差的液体又不能使用电测法。所以，本专利技术人提出利用不同液体测定孔径分布数据并将其叠加表征该材料孔径分布的方法，可以得到更为完整和精细的该材料的孔径分布图。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种毛细液体对应的柔性材料孔径分布测定方法和孔径分布数据和图形叠加方法，用来针对性表征不同液体渗透时的材料孔结构特征；叠加图能得到更精细、更均勻的孔径分布数据。二者能进一步满足柔性孔材料湿加工和服用性能的定量测定和精细控制，本专利技术是通过如下技术方案实现的。本专利技术涉及的毛细液体对应的孔径分布测定装置和方法与齐宏进等人的标题为‘采用质量分级法对柔性多孔体系毛细孔径分布的测定方法’(专利申请号 100910194353. 9)标题为用于织物孔径测定的级分梯度浸湿和残液合并标示剪取法’(专利申请号201110(^4845. 5)，的专利技术专利所述相同；对于导电液体，毛细液体对应的孔径分布测定装置和方法与齐宏进等人的标题为‘在线电量分级法测定柔性孔材料孔径分布的装置和方法’(专利申请号201010513361.8)的专利技术专利所述基本相同。但是本专利技术提出对同一种柔性孔材料分别用不同液体测定其孔径分布，做出直方图，构成该材料的孔径分布图系，较完整表征其孔结构特征，必须分别应用于相应液体毛细渗透的孔结构表征；还要通过直方图叠加，形成更为细致、均勻的该材料的孔径分布直方图，更能够表征其孔径分布全貌。为达到此目的，在采用与标题为用于织物孔径测定的级分梯度浸湿和残液合并标示剪取法’(专利申请号2011100M845.5)相似的方法收集残液，但是由于液体化学结构不同，其沸点、粘度和与基底材料结合方式都不同，导致将液体从级分中除去进而得到级分小条干重的方法不同、计量和计算含液量的方法也不同。其方法包括如下步骤a.修剪布条边缘，得到两边整齐的长10-50cm，宽3-35cm的布样多块。b.把剪好的干布样悬挂固定于装置中，用张力夹夹好，布的下端垂直浸泡在槽内润湿液体中。在恒温恒湿条件下放置直至达到芯吸平衡。C.取下沿高度方向具有含液量梯度湿布条，在离开液槽后为了避免样布内液体梯度变化，须尽快在湿布条上每隔一定间距画上明显的标记，标示线平行于液面，可以是等间距的，也可是不等间距的，然后把湿布条晾干。 d.把晾干的布条重新挂于装置中，用张力夹夹好，布的一端浸在液体中，在恒温恒湿室中放置直至达到芯吸平衡后再剪布，此时布样各部分张力与划线时保持一致，所以尺寸变形最小。e.剪布应快速进行，以保持布样内液体梯度不变，即各部分张力与划线时保持一致，二者尺寸变形最小。f.剪取级分从布样上部含液量最少处开始逐步向下剪取，因为处于布样上方较干部分的液体蒸发快，利用这种顺序可尽量减少布上较干部分的液体蒸发量从而减少误差。g.为消除剪取级分时剪刀和夹子上沾有的残液致使含液量偏少带来的误差，对各个级分剪取时必须采用残液合并法，尽量减小液体流失带来的误差。对于纯的、非油性、易挥发液体和水溶性溶液，如人造汗液(主要为胆留醇、氯化钠水溶液)、汗液等残液合并法步骤采用一小块干纸巾，恒重后称其干重为M1备用。剪取级分小布条后先称出小布条的湿重为N2及烘箱中干燥后的干重N1，再迅速用干纸巾把剪刀和夹持布样和级分小条的夹子上残留的液体擦干，称出湿纸巾的重量为M2,则湿布条上挤出的水的重量为M2-M1，所以该级分布条的总湿重本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐宏进，狄剑锋，杜文琴，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：
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