抗紫外线剂,抗紫外线吸收剂,抗紫外剂,防紫外整理剂,抗紫外线整理剂
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紫外线吸收剂名词解释紫外线吸收剂,也被称为紫外线吸收剂或紫外线滤光剂,是一种特殊的光稳定剂,用于抑制或延迟塑料、油墨和其他高分子材料在太阳光中紫外线的照射下发生老化的化学物质。
由于太阳光中紫外线的能量较高,长时间暴露可能导致塑料等高分子材料发生降解,导致颜色褪色、表面龟裂、强度下降等问题,因此需要添加紫外线吸收剂来提高这些材料的耐久性。
紫外线吸收剂的工作原理主要是通过吸收紫外线并将其转换为热能,从而阻止紫外线对高分子材料的破坏作用。
当太阳光中的紫外线辐射到含有紫外线吸收剂的材料表面时,紫外线吸收剂会吸收紫外线的能量并将其转换为热能,从而减少紫外线对高分子材料的破坏作用。
紫外线吸收剂的种类繁多,主要可分为有机和无机两类。
有机紫外线吸收剂主要有水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类等,它们具有较好的吸收波长范围和较高的吸收效率。
无机紫外线吸收剂如氧化锌和二氧化钛等,也常用于某些特殊场合。
在选择紫外线吸收剂时,需要根据具体的应用场景和需求进行选择。
例如,需要根据所保护的高分子材料的类型、使用环境和所需防护的紫外线波长范围等因素进行选择。
同时,还需要考虑紫外线吸收剂与其他组分的相容性、稳定性、耐热性以及成本等因素。
除了在塑料和油墨等领域的应用外,紫外线吸收剂还广泛应用于涂料、胶粘剂、织物处理等领域。
例如,在涂料中添加紫外线吸收剂可以延缓涂层的老化,保持涂料的颜色和光泽;在织物处理中添加紫外线吸收剂可以增加织物的抗紫外线性能,防止织物褪色和变脆。
需要注意的是,虽然紫外线吸收剂可以提高高分子材料的耐久性,但并不能完全阻止其老化。
因此,在实际应用中,还需要综合考虑其他因素如材料的耐热性、耐氧化性、抗水解性等,以及合理的使用和维护方法。
此外,由于不同国家和地区对塑料等材料中添加剂的使用有不同的法规和标准限制,因此在使用紫外线吸收剂时还需要遵守相关法律法规和标准要求。
同时,为了满足环保和可持续发展的要求,开发高效环保的紫外线吸收剂也是当前研究的热点之一。
紫外线吸收剂和光稳定剂
紫外线吸收剂和光稳定剂是化学添加剂,被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织品、
食品和化妆品等各种产品中,以保护其不受紫外线照射的破坏。
紫外线吸收剂,简称UV吸收剂,是一种有机化合物,通过吸收紫外线的辐射能量来保护产品。
UV吸收剂可分为两种类型:吸收紫外A波长(UVA)和吸收紫外B波长(UVB)。
由于UVA波长比UVB波长更长,能够穿透更深,因此UVA吸收剂应用更为广泛,如苯二酚类、苯酰乙酸类等。
而UVB吸收剂主要用于防晒霜、化妆品和医用材料中,能够吸收更短
波的紫外线,如苯甲酸类、水杨酸类等。
UV吸收剂的作用不仅限于防止材料老化变色,还能够保护人体皮肤,防止晒伤、黑色素沉着和皮肤癌等问题。
与UV吸收剂相比,光稳定剂在保护产品方面更具广泛性和综合性。
光稳定剂,简称HALS,是一类能够防止产品受到紫外线、可见光和热等环境影响而老化破坏的添加剂。
光
稳定剂的作用是吸收或分散有害的光照辐射,同时促进自由基中子的消除,从而抑制引起
材料老化的反应。
光稳定剂的种类多样,常见的包括聚酰胺类、苯乙烯类、苯按酰胺类等。
光稳定剂通常与UV吸收剂结合使用,以达到最佳防护效果。
总的来说,紫外线吸收剂和光稳定剂的应用是保护产品不受环境因素影响的有效手段。
随着环境污染和气候变化的不断恶化,其重要性和广泛性越来越凸显。
但是也需要注意,
这些化学添加剂的不良影响。
例如,在使用过程中可能存在毒性、污染和安全问题。
因此,需要对其使用分析和评估,以确保安全和可持续发展。
防紫外线剂,抗紫外线吸收剂,抗紫外整理剂,防UV助剂,抗紫外剂抗紫外线整理概述近年来人们对日光有了比较全面的认识。
以往的观点是多晒阳光可以促进健康,现在却被告之,赖以抵挡日光中强烈紫外线辐射的地球表面臭氧层日益变薄,皮肤癌和白内障的发病率将在北半球高海拔地区和南半球低海拔地区增加。
例如澳大利亚就是目前世界上皮肤癌高发区。
凡是白种人居住区域皮肤癌发病率都在递增,事实也说明皮肤白皙的人受紫外线的威胁更大。
因此纺织品的防紫外线整理引人注目,这种整理主要在天然纤维品种上进行,对于化学纤维则在纺丝过程中进行处理,当然也可以在织物上进行整理。
最近研究表明:臭氧每受到1%的破坏,抵达地球表面的有害紫外线将增加2%左右,皮肤癌的发病率将增加4%左右。
此外,臭氧层遭到破坏还可引起人类免疫功能下降,损伤皮肤基因。
因此本项整理将日益显得重要。
紫外线的危害紫外线按波长可分为三段,320~400nm为紫外线A段(UV-A),280~320nm 为紫外线B段(UV-B),及200~280nm为紫外线C段(UV-C)。
此外还有10~200nm的远紫外线,或称真空紫外线。
其中UV-C被臭氧层吸收难以到达地面。
UV-B能量大,能导致真皮血管扩张红肿,出现水泡,产生晒伤。
UV-A会引起肌肤变黑,造成皮肤干皱。
皮肤晒黑主要是人体抵御日光破坏造成的,但这个过程本身在某些人身上会导致癌变。
具体情况是紫外线能使细胞核中的脱氧核糖核酸(DNA)损伤形成碎片。
当皮肤内的细胞受到损伤,细胞核就会释放修复性的物质——酶,酶能有助于产生新的DNA,以替换被损形成的碎片,然而被损的碎片和酶会刺激黑色素细胞产生黑色素。
如果超过修复能力会使皮肤致癌。
紫外线对人们的危害在于它对皮肤具有透过性。
波长较长的UV-A比UV-B透过皮肤量大,对人危害最大。
因为超短紫外线UV-C能被臭氧层所吸收,再加上各种气体、云雾、尘埃等的散射,使得小于280nm的电磁波无法到达地面,UV-B也只有一半能到达地面。
防紫外线整理减少紫外线对皮肤的伤害,必须减少紫外线透过织物的量。
防紫外线整理可以通过增强织物对紫外线的吸收能力或增强织物对紫外线的反射能力来减少紫外线的透过量。
在对织物进行染整加工时,选用紫外线吸收剂和反光整理剂加工都是可行的,两者结合起来效果会更好,可根据产品要求而定。
目前应用的紫外线吸收主要有金属离子化合物、水杨酸类化合物、苯酮类化合物和苯三唑类化合物等几类。
紫外线吸收剂的整理大致有以下几种方法:1.高温高压吸尽法—些不溶或难溶于水的整理剂,可采用类似分散染料染涤纶的方法,在高温高压下吸附扩散入涤纶。
有些吸收剂还可以采用和染料同浴进行—浴法染色整理加工。
2.常压吸尽法采用—些水溶性的吸收剂处理羊毛、蚕丝、棉以及锦纶纺织品,则只需在常压下于其水溶液中处理,类似水溶性染料染色。
有些吸收剂也可以采用和染料同浴进行—浴法染色整理加工。
3.浸轧或轧堆法这主要是用于棉织物的整理方法。
和染色一样,浸轧后烘干,或和树脂整理一起进行,采用轧-烘-焙工艺加工。
轧堆方法特别适合和活性染料染色一起进行,浸轧后,经过堆置使吸收剂吸附扩散进入纤维内部,在染色过程中完成处理。
4.涂层法对于一些对纤维没有亲和力的吸收剂,特别适合这种方法,它还可以和一些无机类的防紫外线整理剂(反射紫外线)一起进行加工。
涂层法比较适合于伞、防寒衣料的加工。
当然,紫外线吸收剂也可以加入纺丝液制成防紫外线的功能性纤维,这些不在这里介绍。
织物经过防紫外线整理后,紫外线被织物吸收,因此透过织物的紫外线数量大为减少,对人体有很好的防护作用。
经过紫外线吸收剂整理,纤维的光老化、染色织物的耐光牢度也都会大大改善,所以防护作用是多方面的,用途也是多方面。
(二)阳光蓄热保温整理人体热能的散发,以辐射方式为最多,因此设法减少这种散发则保温效果最好。
例如,在涂层树脂中混入铝金属颗粒,可以增强对辐射的反射作用,有较好的保温效果。
在涂层树脂中加入陶瓷粒子或碳粒子,也可增强反射作用,既可以阻止外面入射进的辐射线(例如紫外线),起防护作用,也可以阻止体内热能辐射出来,增强保温作用。
防紫外线整理剂HTUV100结构或组分:三氮杂苯衍生物高效紫外线吸收材料;用途及应用方法:可用于棉、丝、毛、涤纶、锦纶及其混纺织物的高效持久型防紫外线整理及提高部分染料的日晒牢度;1、浸轧工艺:〈1〉工艺配方:防紫外线整理剂HTUV100 15~50g/L交链剂AF6900 15~50g/L〈2〉工艺流程:浸轧防紫外线溶液(轧余率70%~80%)→烘干(90~110℃)→高温拉幅(170~190℃×30s或120~130℃×3~6min)2、浸渍工艺(只适用于纯涤纶和锦纶织物及纱线):〈1〉工艺配方:防紫外线整理剂HTUV100 2%~6% (o.w.f)〈2〉工艺流程:与染料同时加入到液槽,工艺与分散染料染色相同包装贮存:25kg、120kg塑料桶包装,贮存在0℃以上的仓库中,稳定期储存一年。
韩笑纺织品的抗紫外线整理河北科技大学轻化工程系齐娟娟摘要:本文系统地介绍了纺织品抗紫外线整理的作用原理及不同种类的抗紫外线整理剂。
实验结果表明抗紫外线整理剂HTUV100具有优异耐久的紫外线吸收性能及紫外线遮断屏蔽效果,不影响织物的色光、强力和吸湿透气性,安全无毒,对皮肤无刺激,符合环保要求。
关键词:抗紫外线整理剂;HTUV100;抗紫外线测试;UPFUltraviolet Protective Finishing on TextileQI JUAN-juanAbstract: The principle of ultraviolet protective finishing on textile and kinds of ultraviolet protective agent are introduced in this article. Ultraviolet protective agent HTUV100 possesses excellent consistent function of UV absorbency and good effect of UV shield. Moreover, HTUV100 has no influence on luster、strength and moisture absorption of textile. HTUV100 achieves the standard of environmental protection, which is safe and harmless.Key words: ultraviolet protective agent; HTUV100; ultraviolet protective test; UPF1 前言随着现代工业的发展,大气污染日趋严重。
抗紫外线整理概述近年来人们对日光有了比较全面的认识。
以往的观点是多晒阳光可以促进健康,现在却被告之,赖以抵挡日光中强烈紫外线辐射的地球表面臭氧层日益变薄,皮肤癌和白内障的发病率将在北半球高海拔地区和南半球低海拔地区增加。
例如澳大利亚就是目前世界上皮肤癌高发区。
凡是白种人居住区域皮肤癌发病率都在递增,事实也说明皮肤白皙的人受紫外线的威胁更大。
因此纺织品的防紫外线整理引人注目,这种整理主要在天然纤维品种上进行,对于化学纤维则在纺丝过程中进行处理,当然也可以在织物上进行整理。
最近研究表明:臭氧每受到1%的破坏,抵达地球表面的有害紫外线将增加2%左右,皮肤癌的发病率将增加4%左右。
此外,臭氧层遭到破坏还可引起人类免疫功能下降,损伤皮肤基因。
因此本项整理将日益显得重要。
紫外线的危害紫外线按波长可分为三段,320~400nm为紫外线A段(UV-A),280~320nm 为紫外线B段(UV-B),及200~280nm为紫外线C段(UV-C)。
此外还有10~200nm的远紫外线,或称真空紫外线。
其中UV-C被臭氧层吸收难以到达地面。
UV-B能量大,能导致真皮血管扩张红肿,出现水泡,产生晒伤。
UV-A会引起肌肤变黑,造成皮肤干皱。
皮肤晒黑主要是人体抵御日光破坏造成的,但这个过程本身在某些人身上会导致癌变。
具体情况是紫外线能使细胞核中的脱氧核糖核酸(DNA)损伤形成碎片。
当皮肤内的细胞受到损伤,细胞核就会释放修复性的物质——酶,酶能有助于产生新的DNA,以替换被损形成的碎片,然而被损的碎片和酶会刺激黑色素细胞产生黑色素。
如果超过修复能力会使皮肤致癌。
紫外线对人们的危害在于它对皮肤具有透过性。
波长较长的UV-A比UV-B透过皮肤量大,对人危害最大。
因为超短紫外线UV-C能被臭氧层所吸收,再加上各种气体、云雾、尘埃等的散射,使得小于280nm的电磁波无法到达地面,UV-B也只有一半能到达地面。
根据资料统计:皮肤角质层可吸收紫外线照射量的60%~80%,表皮层可吸收6%~18%,真皮层可吸收10%~20%。
纺织品抗紫外线整理剂DP—UV新品介招精细与专用化学品2001年第20期纺织品抗紫外线整理剂DP—UV上海市印染技术研究所唐增荣摘要上海印染技术研究所筛选了各类紫外线吸收剂经分散,乳化,稳定,复配,开发出抗紫外线整理剂DP.uv.用其处理的织物紫外线屏蔽率在85%以上,该产品使用方便,无毒,长期使用不变色,市场价格约49元/,于日本进口产品价格.关键词外线吸收剂织物整理剂DP-uVTextileUltravioletScreeningFini.~hingAgentDP-UVTangZengrongAbstractShah曲aiDyeingandPrintingTechnicalResearchInstitutescreenedallkindsofultravioletabsorben tsto developtextileultravioletscreeningfinishingagentthroughdispersion,emulsification,stab ilizingandbuildingUltravioletscreeningrateofthetextiletreatedbyDP-UVisabove85%Thisproductionischaracterizedby easyUSe./ion?toxicity.notchangingcolorforusingⅡlongtime.Theprice0fDP?UVislowerthanimportedoglesfromJapan.whichisabout49 yuan/kgKeyWOrdsultravioletabsorbent,textilefinishingagent,DP?UV1影响纺织品抗紫外线辐射性能的因素究纺织品抗紫外线辐射的性能要考虑各种因I素:纤维种类,织物结构(厚度,重量,紧密度),织物表面状态等.在使用过程中,洗涤,雨淋,磨擦,风吹等都影响纺织品抗紫外线辐射的实效. 1.1纤维种类对抗紫外线辐射的影响各种不同纤维对紫外线的吸收能力完全不同,而且同一种纤维对不同波长的紫外线有不同的透过率.例如聚酯纤维对波长在310~320nm和355—375llm间的紫外线透过率有急剧增大的趋势;聚酯纤维和羊毛纤维对紫外辐射的透过率较低;棉纤维和粘胶纤维对紫外辐射的透过率较高;埃斯摩(ESMO)纤维是经特种紫外防护处理过的,因此其紫外线透过率很低.1.2织物厚度对抗紫外线辐射的影响同一种纤维织物越厚,其抗紫外线辐射的性能越好,特别是未经处理的织物其厚度和防晒系数SPF(VPF)值关系很密切.而经过抗紫外线整理剂处理后,织物在很薄时其SPF(VPF)值已大大提高,增加厚度SPF(VPF)值不会明显增大.1,3织鞠紧密度对抗紫外线辐射的影响织物的紧密度可以用覆盖系数或孔晾率来表26示,两者基本上呈互补关系,即覆盖系数(C)=1一孔隙率(P).覆盖系数可用紧密度理论值来表示,如果纤维的抗紫外辐射性能特别好,织物又相当厚,则SPF(VPF)值的假想极大值可看作是1/P.棉纤维未经抗紫外线整理剂处理时,对于织物的各种孔晾率(P)相应的SPF(VPF)值都很低,经UVA-2整理剂处理后,孔晾率P值如由10%减小为2%,则SPF(UPF)值可提高5倍左右.1.4织物重量对抗紫外线辐射的影响织物的重量是厚度和紧密度的综合反映,不仅比较直观,而且容易获得正确的数值,因此研究织物重量与SPF(VPF)值的关系也比较实用,经研究统计,各种纤维的织物重量与SPF(VPF)值都明显呈正比关系.1.5织韧色泽对抗紫外线辐射的影响同一种纤维和同一种织物其色泽越深.紫外线辐射透过率T越小,SPF(VPF)值越大.例如涤纶织物,各种不同色泽的紫外线辐射透过率值见表1. 表1涤纶织物各种色泽的透过隼T%一~]精细与专用化学品2001年第20期1.6纺织品其它因素对抗紫外线辐射的影响纺织品的抗紫外线辐射性能一般规律为:④短纤维织物优于长丝织物;②加工丝产品优于化纤原丝产品;③细纤维织物优于粗纤维织物;④扁平异形化纤织物优于圆形截面化纤织物;⑧微纤维织物优于通常纤维织物;⑥机织物优于针织物.新品综上所述,纺织品抗紫外线辐射性能首先决定于其纤维的化学结构,即纤维种类;其次,织物的组织结构,重量,厚度,紧密度(孔隙率),纤维的粗细和形态结构对SPF值也有显着影响.表2为各种纤维及其不同结构与SPF值的关系.表2各种纤维厦其不同组织结构与SPF值的关系2纺织品抗紫外线整理剂的种类目前纺织品上应用的抗紫外线整理剂除了无机氧化物外.主要有以下几种类型:(1)金属离子螯合物无机化合物,不能与纤维发生反应,只适用于可形成螫合物的染色纤维,主要是提高染色的耐光牢度.(2)水扬酸酯类化合物如水杨酸苯酯,水杨酸4一叔基苯酯,4.4'一异丙叉双酚双水杨酸酯等.能吸收280~330ran波长的紫外线,但这类化合物由于熔点较低,易升华,吸收系数较低,并在强烈光照下会引起色变,故应用较少.(3)=苯甲酮类化合物如2,4一二羟基二苯甲酮,2,2'.二羟基.4,4'一二甲氧基二苯甲酮(德国BASF公司的UvinulD.49),2-羟基.4一甲氧基_5磺基二苯甲酮,2一羟.4一正辛氧基二苯甲酮等.由于这类化合物具有共轭结构和氢键,吸收紫外线后能转化成热能,荧光,磷光,同时产生氢键互变异构,此结构能够吸收光能而不导致链断裂,且能使光能转变成热能,在一定程度上是很稳定的;具有多个羟基,对纤维有较好的吸跗能力,是棉纤维良好的抗紫外线整理剂,但价格较贵,目前正在推广应用阶段.吸收紫外线后结构变化如下所示:oHOOHOI◇』旦◇l一OHoH0◇坚(4)苯并三唑类化合物如2一(2'.羟基-5'甲基苯基)一苯并三唑,2一(2'羟基一3'.特丁基5'一甲27新晶介招精细与专用化学品2001年第20期基苯基)-5.氯.苯并三唑(瑞士Ciba公司的Tinuvin 326),2.(3',5'.二特丁基.2'.羟基苯基)一苯并三唑等.由于这类化合物的分子结构和分散染料很近似,可采用高温高压法处理,故对涤纶纤维有较高的吸收系数.结构变化如下所示:H0"o>3抗紫外线整理剂DP—uV上海市印染技术研究所筛选了各类紫外线吸收剂,再经分数,乳化,稳定,复配后,研制成抗紫外线整理剂DP.uV.将其用于纺织品不仅能起到良好的抗紫外线效果并可使织物柔软.由于DP- uv是水溶性的,因此使用方便,并且长期使用不变色.目前其市场价格约为49元/kg.而日本进口产品是油溶性,使用不便,长期使用会泛黄.且价格高于DP-uV,约为】00元./kg.将DP.uv用于全棉织物,涤/棉府绸,全棉帐蓬织物,涤/粘中长帽子面料织物,再用紫外分光光度计在280—400nm波长内测得透射率,进行公式计算,得出的紫外线屏蔽率和整理效率见表3. 裹34种织袖用DP-uv处理前,后的紫外线屏蓝率和整理效率%ll一奎辛Iltill孽羹鬻,椎j零#骞警薯..蛘擞囊一颤,芋处理试样紫外线屏蔽率7337557g5762理后试样紫外线屏蔽率86390.5962898理效率53.968572566.84DP.uV的毒性和皮肤过敏试验DP-U~的毒性和皮肤过敏试验采取了助剂试样和整理后织物试样两部分进行,经上海医药工业研究院毒理研究室试验,其结果如下:①助剂试样的急性毒性试验采用小白鼠经口直接投喂,其LD503200—1600mg/kg,根据Oeko—Tex标准100, DP—uV对人体安全;②整理后织物试样选用了全棉针织物40'TK,经DP—uV整理后,对豚鼠进行了皮肤过敏试验和皮肤刺激试验,皮试测得织物的生理盐水提取液对豚鼠的皮肤反应平均分值为0, 28对豚鼠的皮肤致敏率也为0%,表明对皮肤过敏为阴性详见表4和表5.裹4织袖生理盐水提取液对豚■皮肤过敏反应分值__0幕商畦{i蒜■盘鹫厦摩蠢幢《0转t____■__—'裹5织袖生理盐水提取液对豚曩皮肤过敏致蕾草_-0再时僻群_tl}--%氢删_,坤舔_b4"々2b白对照组100000品组100000性对照组10100l帅100100对豚鼠的皮肤刺激试验,测得织物的生理盐水提取液对豚鼠的皮肤未见刺激反应,刺激强度分值评价为无刺激性,详见表6和表7.裹6织蜘的生理盐水提取藏对豚飘的皮肤科教反应一簿驻囊塞蠹妻I蠢鏖袄鳙期j兜臻蔫赣瓤赣l誊霉量Ii譬算I空白对照组75/55/5样品组75/55/5裹7对豚■的皮肤捌激强度评价5结论(1)抗紫外线整理剂DP?uV能适用于各种织物及各种整理工艺,经处理后的织物紫外线屏蔽率达85%以上,并且使用方便,产品稳定,为目前生产防紫外线纺织品较为理想的产品.(2)DP-uV无毒性,整理后的织物对人体皮肤无刺激性,无过敏反应.(3)目前uP—uV已在上海市印染技术研究所实现工业化生产,产量在10t/a左右.据报道,2000年悉尼奥运会参赛运动员及官员的服装均要求具有抗紫外线功能(SPF值不能低于4o),随着2008年北京申奥的成功,DP-UV以其优良的抗紫外线性能,市场前景广阔.口一.。
防紫外线整理剂HTUV100结构或组分:三氮杂苯衍生物高效紫外线吸收材料;用途及应用方法:可用于棉、丝、毛、涤纶、锦纶及其混纺织物的高效持久型防紫外线整理及提高部分染料的日晒牢度;1、浸轧工艺:〈1〉工艺配方:防紫外线整理剂HTUV100 15~50g/L交链剂AF6900 15~50g/L〈2〉工艺流程:浸轧防紫外线溶液(轧余率70%~80%)→烘干(90~110℃)→高温拉幅(170~190℃×30s或120~130℃×3~6min)2、浸渍工艺(只适用于纯涤纶和锦纶织物及纱线):〈1〉工艺配方:防紫外线整理剂HTUV100 2%~6% (o.w.f)〈2〉工艺流程:与染料同时加入到液槽,工艺与分散染料染色相同包装贮存:25kg、120kg塑料桶包装,贮存在0℃以上的仓库中,稳定期储存一年。
韩笑纺织品的抗紫外线整理河北科技大学轻化工程系齐娟娟摘要:本文系统地介绍了纺织品抗紫外线整理的作用原理及不同种类的抗紫外线整理剂。
实验结果表明抗紫外线整理剂HTUV100具有优异耐久的紫外线吸收性能及紫外线遮断屏蔽效果,不影响织物的色光、强力和吸湿透气性,安全无毒,对皮肤无刺激,符合环保要求。
关键词:抗紫外线整理剂;HTUV100;抗紫外线测试;UPFUltraviolet Protective Finishing on TextileQI JUAN-juanAbstract: The principle of ultraviolet protective finishing on textile and kinds of ultraviolet protective agent are introduced in this article. Ultraviolet protective agent HTUV100 possesses excellent consistent function of UV absorbency and good effect of UV shield. Moreover, HTUV100 has no influence on luster、strength and moisture absorption of textile. HTUV100 achieves the standard of environmental protection, which is safe and harmless.Key words: ultraviolet protective agent; HTUV100; ultraviolet protective test; UPF1 前言随着现代工业的发展,大气污染日趋严重。
纺织品的抗紫外线整理河北科技大学轻化工程系齐娟娟摘要:本文系统地介绍了纺织品抗紫外线整理的作用原理及不同种类的抗紫外线整理剂。
实验结果表明抗紫外线整理剂HTUV100具有优异耐久的紫外线吸收性能及紫外线遮断屏蔽效果,不影响织物的色光、强力和吸湿透气性,安全无毒,对皮肤无刺激,符合环保要求。
关键词:抗紫外线整理剂;HTUV100;抗紫外线测试;UPFUltraviolet Protective Finishing on TextileQI JUAN-juanAbstract: The principle of ultraviolet protective finishing on textile and kinds of ultraviolet protective agent are introduced in this article. Ultraviolet protective agent HTUV100 possesses excellent consistent function of UV absorbency and good effect of UV shield. Moreover, HTUV100 has no influence on luster、strength and moisture absorption of textile. HTUV100 achieves the standard of environmental protection, which is safe and harmless.Key words: ultraviolet protective agent; HTUV100; ultraviolet protective test; UPF1 前言随着现代工业的发展,大气污染日趋严重。
继1982年10月南极观测到同温层臭氧层厚度减少和臭氧层空洞存在以来,臭氧层厚度的破坏而导致的紫外线辐射问题已成为人们日益关注的焦点之一。
紫外线过度照射会引起人体色素沉积、皮肤老化干燥、增加皱纹、产生褐斑甚至导致细胞核中的脱氧核糖核酸(DNA)损伤,影响和失去修复功能而使皮肤发生癌变[1]。
据分析,如果臭氧层水平降低1%,就能增加2%UV-B的透射量,皮肤癌的发生率会提高0.5~5%。
统计表明:在1980~1996年间,全球皮肤癌患者翻了一番。
因此对织物进行紫外线防护整理,特别是夏天衣服面料的紫外线防护整理,显得相当重要。
2 抗紫外线的原理2.1 紫外线概述紫外线(ultraviolet rays简称UV)分为长波紫外线(UV-A,320~400nm)、中波紫外线(UV-B,280~320nm)和短波紫外线(UV-C,200~280nm)。
紫外线在日光中约占6%,其中UV-A的比例较大,UV-B比例较小,UV-B的作用是UV-A的1000倍。
UV-A会透过表皮组织下面,使肌肉失去弹性,皮肤粗糙,造成皱纹;UV-B则有致皮肤癌问题,夏季红斑主要是由于UV- B的作用,皮下血管吸收紫外线B后会引起扩张,使皮肤变红、生产红斑,严重时会发生炎症,它同样也可以影响到皮下弹性纤维,使皮肤失去弹性,形成粗糙的皱纹;UB-C作为一种更强的紫外线,有一定的杀菌作用,但也对人体有害。
一般地讲,UV-C波长较短,在空气中已被吸收,不能达到地球表面,但由于近年来空气中含氟量的提高,到达地面的紫外线B和C也随之增加。
据研究表明,适当的紫外线对人体是有益的:它能促进维生素D的合成,对佝偻病有抑制作用,并具有消毒杀菌作用。
但过量的紫外线对人体是十分有害的,它不仅能使人体黑色素增多,使皮肤老化,严重的还会使皮肤起水泡、红斑,甚至会引起皮肤癌,还会促进白内障的生成并降低人体的免疫功能。
另外,紫外线对纺织品也有不良影响,其不仅能使纺织品褪色,也可使蚕丝,尼龙和纤维素等纤维脆化,强力下降。
2.2 影响纺织品紫外线透过率的因素紫外线的透过率取决于许多因素,比如纤维的品种、纤度、截断面、织物的组织结构、覆盖系数、颜色、在工艺加工中的化学添加剂和工艺参数等:1)织物的组织和结构:织物的密度越大,紫外线的通过量越小。
同一织物组织,紫外线防护性能随着织物的厚度和质量的增加而增加,基本上取决于织物的覆盖系数。
覆盖系数或孔隙率为表征织物紧密度的指标,两者基本上为互补关系。
在测试空隙率不同的防紫外线纯棉织物的UPF值的实验中发现,空隙率值由10%减小为2%,UPF值明显增大。
这说明,由防紫外辐射性能较差的纤维(如棉、粘胶等)制成的织物,UPF值较低,孔隙率大小对其影响相对较小,但一旦经过防紫外线整理后,孔隙率对纤维防紫外辐射性能影响就变得非常明显。
这说明对孔隙率小的薄型织物进行适当的防紫外线整理,是生产具有高UPF值轻薄面料的一种理想途径。
2)织物纤维的种类:不同的材料有不同的紫外线吸收性能。
棉和粘胶织物紫外线的透过率均高;漂白的棉织物具有较大透过率;毛织物、丝织物具有较高的紫外线的吸收能力;涤纶,由于有芳香环结构,具有较高的紫外线吸收能力;具有消光剂的材料,较容易吸收紫外线;尼龙纤维相当容易通过紫外线的辐射。
3)织物的颜色及含湿量:一般来说,深颜色的具有较好的防护性能,例如,黑色具有较低的紫外线穿透率。
湿衣物较干的衣物具有较低的紫外线透过率。
4)后整理:经抗紫外处理的织物,抗紫外性能会显著提高。
未经紫外整理的服装,经缩水后也会改善它的抗紫外性能。
2.3 抗紫外线整理原理紫外线辐射到织物上,部分在表面被反射,部分被织物吸收,其余的则透过织物。
一般情况下,紫外线的透过率+反射率+吸收率=100%。
因此,提高织物对紫外线的吸收率和反射率就可以降低紫外线的透过率[2]。
2.3.1 吸收整理纺织品紫外线吸收整理的原理是在纤维、纱线或织物上添加紫外线吸收剂,这类物质能吸收紫外线,并将其转换为低能量的热能或波长较短的电磁波,从而达到防紫外线辐射的目的。
2.3.2 屏蔽整理纺织品紫外线屏蔽整理的原理是在纤维、纱线或织物上添加对紫外线有较强的反射作用的无机涂料,增加表面对紫外线的反射和散射作用,以降低紫外线透过织物损害人体皮肤,其中没有光能的转化作用。
3 抗紫外线整理剂3.1 抗紫外线整理剂的分类抗紫外线整理剂可分为紫外线吸收剂和紫外线屏蔽剂。
前者大多是有机化合物,后者则多为无机化合物。
3.1.1 紫外线吸收剂1)二苯甲酮类化合物这类化合物的紫外线吸收作用是依靠分子结构中酮式与烯醇式的转换,把吸收的光能转换成热能。
该类紫外线吸收剂的分子结构中有多个羟基,对棉纤维有较高的吸附能力,可作为棉织物抗紫外线整理剂。
把二苯甲酮类化合物磺化后,就具有酸性染料的性质,可用于丝绸的抗紫外线整理剂。
2)苯并三唑类化合物这类化合物中如2-(2′-羟基-3′-特丁基-5′-甲基苯基)-5-氯-苯并三唑等,因为水溶性低,结构与分散染料相近,又有一定的升华牢度,可作为涤纶高温高压同浴染色时作紫外线防护整理。
但苯并三唑类化合物在420nm附近略有吸收,会引起一些色光改变。
3)反应性紫外线吸收剂Herst International Group(赫特集团)开发的防紫外线整理剂HTUV150,可与纤维素上的羟基或聚酰胺纤维上的氨基发生反应,耐洗牢度较好。
整理后织物的外观、手感及吸湿透气性无变化。
4)脂肪族多元醇类化合物日本Shiibo公司产品[RICAKGUARD]是用这种化合物整理的织物。
据报道,经整理后织物的UV透过率仅为1.6%,洗涤30次后UV透过率也只有3.4%。
它可用于棉及涤/棉织物。
经整理后的织物色牢度、透气性、和吸湿性可保持不变。
3.1.2 紫外线屏蔽剂紫外线屏蔽剂大都是一些折射率较高的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛等。
氧化锌的折射率是1.9,二氧化钛则高达2.6。
氧化锌由于折射率相对较低,因此涂布在织物上后的漫射率也低,透明度也就高一点。
日本住友水泥公司开发了超细氧化锌粒子(n-100,n-200)。
粒子为六方晶系,由于结晶度高,比表面能小,所以易于分散。
它可以单分散状态吸附在织物上,有较高的透明性。
北京服装学院曾测试过经氧化锌处理的织物,其紫外线屏蔽率可达89%。
经二氧化钛处理的织物,紫外线屏蔽率为84.5%,经五次洗涤后仍有83.6%。
由于无机紫外线屏蔽剂耐热耐氧化,因此可掺入聚酯母粒,纺成防紫外线纤维。
日本可乐丽公司产品“埃斯莫”纤维即为一例。
日本东海染工的[ナウル NEW]估计亦为纳米级的氧化锌或氧化钛类屏蔽剂。
3.2 防紫外线整理产品的安全性3.2.1 防紫外线效果防紫外线效果测试结果表示方法有紫外线防护系数(UPF)和紫外线透过率(T(UV-A)AV,T(UV-B)AV)两种。
紫外线防护系数UPF(Ultraviolet Protection Factor)(又称紫外线遮挡系数)是表示织物防护紫外线的能力。
它是紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量与要经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的比值。
UPF的数值及防护等级见下表:UPF、T(UV-A)AV、T(UV-B)AV的计算如式(1)~(4)。
其中, Eλ:形成红斑的紫外线光谱能量(CIE J.6:17—22,1987)Sλ:太阳光谱辐射能(W.M -2.nm -1)Tλ:波长为λ时的紫外线透过率△λ:紫外线光波长度间距(nm)λ:紫外线光波波长(nm)N:样品数量T(UV-A)AV:UV-A波段的紫外线透过率T(UV-B)AV:UV-B波段的紫外线透过率3.2.2 防紫外线整理产品的安全性由于防紫外线整理织物以制作夏天服装为多,因此会直接与人体皮肤接触。
为此必须加强对抗紫外线整理剂的皮肤过敏试验,急性毒性试验以及致畸试验等一系列安全检测,以确保产品对人类安全,对环境友好。
3.3 抗紫外线整理剂的选择纺织品要达到抗紫外线的目的,可采用TiO2粉、陶瓷粉等反光性强的物质对织物进行后整理加工,提高织物对紫外线的反射和散射的能力;或采用紫外线吸收剂对织物进行后整理加工,提高织物对紫外线的吸收能力;也可以将这两类物质混合后处理织物,使它们对紫外线既有反射和散射作用又具有吸收作用。
由于无机紫外线屏蔽剂严重影响织物的透气性和手感,目前市场上大量使用的防紫外线剂是紫外线吸收剂。
适宜于纺织品应用的紫外线吸收剂应具有的条件:⑴吸收紫外线的波长范围要宽,吸收系数要大,尽可能吸收280~400nm,并且吸收稳定;⑵对纺织品无光催化现象,不影响织物的色泽、白度和色牢度;⑶产品安全无毒,无刺激性等有害气味,对人体皮肤无过敏反应;⑷与其它化学品兼容性好,具有一定的耐洗涤性能。
4 抗紫外线整理工艺实践4.1 抗紫外线整理剂选择抗紫外线整理剂HTUV100由Herst International Group(赫特集团)生产,它可用于棉、丝、毛、涤纶、锦纶及其混纺织物的高效持久型防紫外线整理及提高部分染料的日晒牢度;提高运动服、沙滩装、游泳衣、休闲服(T恤、衬衣、帽等)、职业装及帐篷、遮阳伞、窗帘等的紫外线屏蔽性能。