Mikrovlakna su vrsta vlakana s iznimno visokom finoćom, obično manje od 5 mikrona u promjeru, što uvelike povećava površinu vlakna i povećava njegovu sposobnost upijanja vode. Slijedi detaljna analiza principa upijanja vode ultrafinih vlakana:
Mikrostruktura vlakana
Mikrostruktura ultrafinih vlakana određuje njihovu sposobnost upijanja vode. Omjer površine vlakana i njihovog volumena izravno utječe na kontaktnu površinu molekula vode. Što je veća površina, to je brža stopa upijanja vode. Promjer ultrafinih vlakana je izuzetno tanak, što daje svakom vlaknu veliku površinu, što mu omogućuje brzo upijanje vlage.
Kapilarni učinak
Kapilarni učinak odnosi se na fenomen dizanja tekućine u malim kanalima, što je važan čimbenik u apsorpciji vode ultrafinih vlakana. Zbog iznimno malog promjera vlakana, molekule vode mogu kapilarno brzo prodrijeti u unutrašnjost vlakana, čime se postiže brzo upijanje vode.
Hidrofilna skupina
Hidrofilne skupine prisutne unutar ultrafinih vlakana, kao što su - OH, - SO3Na, COONa itd., imaju jak afinitet prema molekulama vode. Sila interakcije između ovih hidrofilnih skupina i molekula vode dovodi do izvrsnih performansi upijanja vode ultrafinih vlakana.
Ionska hidrofilna skupina
Ionske hidrofilne skupine igraju ključnu ulogu u ultrafinim vlaknima. Ove funkcionalne skupine mogu tvoriti trodimenzionalnu mrežnu strukturu u vodi, a što je više ionskih hidrofilnih skupina, to je veća sposobnost upijanja vode. Osim toga, što je viši ionski osmotski tlak (tj. što je niža koncentracija iona elektrolita u vanjskoj otopini), veća je privlačnost.
Ravnoteža između upijanja i zadržavanja vode
Iako ultrafina vlakna imaju izvrsnu apsorpciju vode, kako bi zadovoljila zahtjeve za zadržavanje vode u praktičnim primjenama, vlakna moraju imati određena svojstva zadržavanja vode. To znači da nakon upijanja vode, vlakno može formirati strukturu sličnu gelu, koja može spriječiti lako otjecanje vode čak i pod određenim pritiskom.
Sažetak
Ukratko, princip upijanja vode ultrafinih vlakana uglavnom se pripisuje njihovoj mikrostrukturi, kapilarnom učinku, hidrofilnim skupinama i kombiniranom djelovanju ionskih hidrofilnih skupina. Ovi čimbenici zajedno doprinose izvrsnim performansama ultrafinih vlakana u području upijanja vode, što ih čini širokom primjenom u svakodnevnom životu.
