紫外线吸收剂,抗紫外剂,防UV剂,抗紫外线剂,抗紫外线吸收剂
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紫外线吸收剂研究进展紫外线吸收剂的研究进展摘要:紫外线吸收剂是一类可防止太阳光或其他人造紫外光引起聚合物降解的物质。
2 - (2′- 羟基) 苯并三唑、2 - 羟基二苯酮、水杨酸酯等可用作紫外线吸收剂,本文综述了其合成和应用的情况,该类产品的改性使之性能更好,可用于一些工程塑料中。
关键词:紫外线吸收剂;苯并三唑;二苯酮随着紫外线辐射量的增加和短波化,其对人类的生产和生活产生重大的危害和影响。
保护人体避免过量和紫外线辐射,减少高分子材料光老化现象已经成为当今许多行业开发新产品的目标之一。
高分子材料在生产和加工时,一般均需添加紫外线稳定吸收剂和其它添加剂。
尤其是汽车零件、建筑材料等领域对耐候性、抗氧化性、耐热性等提出了苛刻的要求。
在医药、食品包装等领域则要求稳定剂不仅无毒,而且不向药物和食品中迁移。
此外,塑料地毯、人造草坪、合成纤维制品等在经雨淋或洗涤时稳定剂要求不被抽出。
再者,对塑料添加剂在加工过程中对环境的影响也已提到议事日程上来,为此工业界近年来针对上述问题进行了大量的研究,以适应工业的发展。
随着高分子材料制品户外应用领域的扩大,稳定剂(尤其是光稳定剂) 在整个聚合物助剂中的地位愈加突出。
寻求高效、卫生、廉价和满足苛刻加工与应用条件的稳定剂新品种、新结构始终是工业界所追求的目标。
综观国内外开发和研究现状,作为光稳定剂的主要品种的紫外线吸收剂的开发和研究呈现出一些新的趋势和特征。
1 紫外线吸收剂的作用机理紫外线吸收剂所以能吸收紫外光是由于该类化合物分子中含有共轭π电子体系的结构与能够进行氢原子移动的结构两部分所致。
也有的只有前一部分的情况。
紫外线吸收剂其结构分子中至少含有一个邻位羟基苯基取代基,这类化合物中由邻位羟基与氮原子或氧原子形成一螯合环,在吸收紫外线后,氢键断裂发生分子异构,分子内结构发生热振动,氢键破坏,螯合环打开,分子内结构发生变化,这样就将有害的紫外光变为无害的热能放出,从而保护了材料,对于常用的二苯酮和苯并三唑类紫外线吸收剂来说,上述机理可用下式表示:二苯酮、苯并三唑在这个过程中,分子内所形成的螯合环是其具有紫外线功能的关键,打开此环的能量敏感范围正好为290~400 nm 波长的紫外线能量范围。
紫外线吸收剂uv-9 结构式紫外线吸收剂UV-9,化学名为二氯苯并二氟苯并噻二唑,是一种广泛应用于防晒产品中的化合物。
下面将以人类的视角,为您详细介绍UV-9的结构和其在防晒产品中的作用。
UV-9的结构式如下:二氯苯并二氟苯并噻二唑UV-9是一种有机化合物,其化学结构中含有苯环和噻二唑环,并且分子中有两个氯原子和一个氟原子。
这种结构使得UV-9具有良好的紫外线吸收性能,能够有效吸收紫外线并将其转化为无害的能量。
在防晒产品中,UV-9作为一种紫外线吸收剂,起到了重要的作用。
它能够吸收紫外线B波段(UVB)和紫外线A波段(UVA)的辐射,从而保护皮肤免受紫外线的损害。
紫外线是一种对人体健康有害的辐射,长期暴露于紫外线下会导致皮肤晒伤、皮肤癌等问题。
而UV-9的应用能够有效地阻挡紫外线的侵害,保护皮肤健康。
作为紫外线吸收剂,UV-9具有一些优势。
首先,它具有较高的吸收效率,能够将紫外线能量转化为无害的热能,从而减少紫外线对皮肤的伤害。
其次,UV-9在防晒产品中的稳定性较高,能够长时间保持其防护效果。
此外,UV-9还具有较低的皮肤刺激性和过敏性,适合各种肤质的人使用。
在使用防晒产品时,只需将含有UV-9的防晒霜、防晒乳液等产品均匀涂抹在皮肤上,待其吸收后,即可获得良好的防晒效果。
UV-9能够与皮肤表面形成一层保护膜,有效阻挡紫外线的侵害,为皮肤提供全面的防护。
UV-9作为一种紫外线吸收剂,具有良好的防晒效果,并且对皮肤的刺激性较低。
它在防晒产品中的应用,为人们提供了有效的防护手段,使我们能够在户外活动中更好地保护皮肤,避免紫外线的伤害。
因此,选择含有UV-9的防晒产品,是保护皮肤健康的重要选择。
光稳定剂292光稳定剂292(LightStabilizer292)是一种多功能光稳定剂,它既可以用作抗氧化剂,也可以用作高效率的紫外线(UV)吸收剂。
这种特殊的化学添加剂能有效地抑制和延缓外界条件对由塑料、涂料、油墨等材料组成的制品的不利影响。
Light Stabilizer 292由三种主要的组成成分组成,分别是芳香醇醚、芳香醛和多环芳烃。
这三种物质都是被用作抗氧化剂和阻止化学反应的有效成分。
此外,Light Stabilizer 292还包含一些其他成分,如表面活性剂、复合紫外线吸收剂和抗紫外线剂,对于一些要求耐热、耐光、耐磨的塑料或涂料制品,Light Stabilizer 292的应用可以满足这些要求。
Light Stabilizer 292主要用于防止塑料、涂料、油墨等材料在剧烈的紫外线照射、高温和湿度等恶劣环境下的褪色、氧化以及改变机械性能的变化。
它有效地抑制了紫外线和氧化物对材料的影响,保护了材料的完整性,降低了老化和氧化。
同时,它能够大大延长产品的使用寿命,提高产品的质量,并减少替换成本。
Light Stabilizer 292还可以用于电子产品和保险箱表面涂层,以及食品容器、内衣等织物上。
它能有效地抑制原料和成品在紫外线照射下的老化,保护产品免受高温、湿度、紫外线的不利影响,防止污染物的渗入和生物侵蚀,提高了产品的防护能力,大大延长了产品的使用寿命。
此外,Light Stabilizer 292还可以用于电磁屏蔽材料、塑料模具配料以及热塑性树脂中,可以有效阻碍由紫外线引起的热解,降低老化,增加材料的使用寿命。
Light Stabilizer 292是一种功效强大、性价比高的光稳定剂,它能够有效抑制紫外线和氧化物,降低老化,延长制品的使用寿命,提高产品质量,具有广泛的应用前景。
但是,由于Light Stabilizer 292与其他外来物质的有机反应产生的副产物可能对人体有害,因此,在使用Light Stabilizer 292时需要加以谨慎,尤其要视情况而定,确保安全性。
包装材料的抗 UV 性能与应用在当今的商品流通领域,包装材料扮演着至关重要的角色。
它不仅要保护产品在运输和储存过程中不受损坏,还要具备各种特殊性能以满足不同的需求。
其中,抗 UV 性能就是一项日益受到关注的特性。
UV(紫外线)是一种高能量的电磁辐射,它对许多物质都具有一定的破坏作用。
当包装材料暴露在阳光下或其他紫外线源下时,如果没有足够的抗 UV 性能,可能会出现褪色、脆化、老化等问题,从而影响包装的外观和保护功能。
首先,我们来了解一下常见的包装材料及其抗 UV 性能。
塑料是广泛使用的包装材料之一,例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。
一般来说,未经特殊处理的塑料在抗 UV 方面表现不佳。
然而,通过添加抗UV 助剂,如紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂,可以显著提高塑料的抗 UV 性能。
纸张也是常见的包装材料。
普通纸张的抗 UV 性能相对较弱,但通过涂布一层抗 UV 涂层或使用经过特殊处理的纸张纤维,可以增强其抗 UV 能力。
此外,还有金属包装材料,如铝箔和马口铁,它们本身对 UV 具有较好的阻挡作用。
抗 UV 性能的优劣主要取决于包装材料对紫外线的吸收、反射和散射能力。
具有良好抗 UV 性能的包装材料能够有效地吸收或反射紫外线,减少其对包装内部产品的影响。
那么,抗UV 性能在哪些应用场景中尤为重要呢?在食品包装领域,许多食品对紫外线较为敏感,例如油脂类食品、乳制品和果汁等。
紫外线可能会导致食品中的营养成分流失、变质甚至产生有害物质。
因此,使用具有良好抗 UV 性能的包装材料可以延长食品的保质期,保证食品的质量和安全。
在药品包装中,抗 UV 性能同样不可或缺。
某些药品成分在紫外线的作用下可能会分解失效,影响药效。
所以,药品包装需要采用能够阻挡紫外线的材料,以确保药品的稳定性和有效性。
化妆品包装也是一个重要的应用领域。
许多化妆品中的活性成分容易受到紫外线的破坏,从而影响产品的品质和使用效果。
Tinuvin 400吸收波长1. 简介Tinuvin 400是一种常用的紫外线吸收剂,广泛应用于塑料、涂料和纤维等领域。
本文将介绍Tinuvin 400的吸收波长及其在不同领域的应用。
2. Tinuvin 400的吸收波长Tinuvin 400是一种有机化合物,属于苯酚类紫外线吸收剂。
它的化学结构如下所示:Tinuvin 400的吸收波长主要集中在紫外B(UV-B)区域,即280-320纳米(nm)范围内。
在这个波长范围内,Tinuvin 400能够有效吸收紫外线,并将其转化为热能,从而保护被其添加的材料。
3. Tinuvin 400在塑料领域的应用由于塑料在长时间暴露于紫外线下容易发生老化和退色,因此需要添加紫外线吸收剂来延长其使用寿命。
Tinuvin 400作为一种高效的紫外线吸收剂,被广泛应用于塑料制品中。
Tinuvin 400可以与塑料基体相容,能够在塑料中均匀分散,并提供优异的紫外线吸收性能。
它可以吸收大部分紫外B波段的光线,从而降低紫外线对塑料的破坏作用。
同时,Tinuvin 400还具有良好的热稳定性和耐久性,能够在长时间的使用中保持其吸收性能。
4. Tinuvin 400在涂料领域的应用涂料是一种常见的表面保护材料,但长时间暴露于紫外线下容易发生褪色和劣化。
为了增加涂料的耐候性,常常需要添加紫外线吸收剂。
Tinuvin 400作为一种有效的紫外线吸收剂,也被广泛用于涂料中。
Tinuvin 400可以与不同类型的涂料基质相容,例如溶剂型涂料、水性涂料和粉末涂料等。
它能够吸收紫外线,阻止其进入涂层内部,从而保护涂层和底层基材。
同时,Tinuvin 400还能提供抗氧化和抗热老化等附加功能,提高涂料的耐久性和稳定性。
5. Tinuvin 400在纤维领域的应用纤维制品在户外环境中容易受到紫外线的损害,导致颜色褪色和纤维强度降低。
为了增加纤维制品的耐候性,常常需要添加紫外线吸收剂。
Tinuvin 400也被广泛应用于纤维制品中。
uv抗氧化剂作用UV抗氧化剂作用介绍•UV抗氧化剂是一种用于对抗紫外线(UV)辐射引起的氧化损伤的物质。
•它们可以减少自由基的产生和氧化反应,从而降低紫外线照射对人体和物体的伤害。
工作原理•UV抗氧化剂通过以下几种方式发挥作用:–吸收紫外线:它们可以吸收紫外线的能量,减少紫外线照射到皮肤或物体上的量。
–中和自由基:紫外线照射会产生自由基,它们是非稳定的分子,会引起氧化反应。
UV抗氧化剂可以中和这些自由基,防止它们对皮肤或物体造成伤害。
–促进细胞修复:某些UV抗氧化剂还可以刺激细胞修复和再生,加速皮肤伤口愈合和组织修复。
常见的UV抗氧化剂•维生素C(抗坏血酸):维生素C具有强大的抗氧化作用,可以中和自由基,并恢复其他抗氧化剂的功能。
•维生素E(生育酚):维生素E主要在皮肤表面起作用,可以吸收紫外线并减少皮肤光老化的程度。
•茶多酚:茶多酚是一种天然的UV抗氧化剂,它可以减少紫外线照射对皮肤细胞的损害。
•多酚类物质:多酚类物质如花青素和黄酮类化合物也具有一定的抗氧化作用,可以减少紫外线照射对身体的伤害。
应用领域•美容护肤:UV抗氧化剂常被添加到护肤品中,用于减少紫外线对皮肤的伤害,防止皮肤光老化。
•医学用途:某些UV抗氧化剂可以用于治疗烧伤、创伤和其他皮肤损伤,促进伤口愈合和细胞修复。
•食品添加剂:一些UV抗氧化剂被用作食品添加剂,可以延长食品的保质期,防止氧化反应引起的腐败。
注意事项•选择合适的UV抗氧化剂非常重要,因为不同的UV抗氧化剂在不同波长的紫外线下有不同的效果。
•使用者应严格按照说明使用UV抗氧化剂,过量使用可能会对皮肤或身体造成负面影响。
•UV抗氧化剂只能在一定程度上减少紫外线对皮肤的伤害,仍然需要采取其他防护措施,如穿戴太阳帽、衣物和使用防晒霜等。
结论•UV抗氧化剂是一种重要的防护物质,可以减少紫外线照射对人体和物体的伤害。
•它们通过吸收紫外线、中和自由基和促进细胞修复的方式发挥作用。
氧化锌的作用氧化锌是一种无机化合物,分子式为ZnO。
在工业和日常生活中,氧化锌有着广泛的应用。
以下是氧化锌的几个主要作用:1. UV防护剂:氧化锌具有很好的紫外线吸收能力,可以阻挡紫外线对皮肤的伤害,所以常被用作紫外线防护剂添加剂。
在化妆品和防晒霜中广泛使用。
它可以形成一层薄膜,起到隔离紫外线的作用。
2. 抗菌剂:氧化锌具有良好的抗菌性能,可以用于制造医疗用品、卫生用品和抗菌药物。
它能够抑制细菌、真菌和病毒的生长,是一种广谱抗菌剂。
在日常生活中,氧化锌也被广泛用于制造口炎喷雾剂、润肤霜和面膜等产品。
3. 催化剂:氧化锌具有良好的催化性能,能够加速化学反应速度。
常被用作催化剂添加剂,例如在合成有机化合物中的催化剂。
此外,氧化锌还可用于水、空气和土壤中的污染物的去除,通过加速反应速率来降解有害物质。
4. 光学材料:氧化锌具有良好的光学性能,在光学领域有着广泛的应用。
它可以用于制造透明导电薄膜,被应用于触摸屏、液晶显示器和太阳能电池板等领域。
此外,氧化锌还可用于制造光学滤光片、激光材料等。
5. 陶瓷材料:氧化锌是一种重要的陶瓷材料。
它具有良好的耐热性和耐磨性,被广泛应用于陶瓷制品的生产中。
例如,氧化锌可以用来制作陶瓷瓷瓶、陶瓷框架、陶瓷饰品等。
6. 橡胶工业:氧化锌被广泛用于橡胶工业中,作为增塑剂、稳定剂和促进剂。
它可以提高橡胶抗氧化性能、耐腐蚀性和强度,使橡胶产品具有更好的性能。
综上所述,氧化锌在医药、化妆品、日用品、电子、环保等各个领域都有着重要的作用。
随着科学技术的不断进步,氧化锌的应用领域还将不断扩大和深化。
光稳定剂光稳定剂做为高分子材料助剂之一,在其应用中具有非常重要的作用,尤其是使用在户外的各种高分子制品中,它能够抑制或减缓塑料材料光老化速度和提高高分子材料耐光性能。
随着科学技术的发展,户外用和工程用的高分子材料日益增多,光稳定剂的用量也与日俱增,为光稳定剂的发展提供了良好契机。
1市场现状我国光稳定剂开发研究工作始于上世纪60年代,70年代由于聚合物农膜和聚丙烯纤维生产应用技术的推广,光稳定剂的应用得到迅速发展。
到目前为止,我国约40家企业从事光稳定剂的生产,自行研制的光稳定剂品种超过30种,但由于产品质量与进口产品还存在一定差距,已形成生产规模,具有一定市场份额的产品约20种左右。
目前国内主要的研究与生产单位有山西化工研究院、北京化工三厂、天津合成材料研究所、北京化工研究院、中科院化工所、天津力生化工厂、江苏镇江化工研究所、北京加成助剂研究所、山东龙口精细化工厂、北京朝阳区花山助剂厂、北京天罡助剂有限公司、廊坊龙泉助剂有限公司、浙江瑞安化工厂等。
虽然我国光稳定剂主要品种的产量和销量呈现出逐年大幅度增长的趋势,但我国光稳定剂仍供不应求,2006年光稳定剂的产量为4000t,表现消耗量为5000t;2007年光稳定剂的产量为5000t,消耗量为7000t,其中受阻胺类约占60%,UV吸收剂占35%,猝灭剂占1%。
目前光稳定剂应用范围主要是以塑料类产品为多,可用于工程塑料、改性塑料、塑料型材、建筑用板材、PVC管材、农用抗老化薄膜、遮阳棚网、节水灌溉塑料器材、架空电缆包层以及易用塑料制品等。
塑料的主要品种有二苯甲酮类、苯丙三唑类、受阻胺类,国内光稳定剂生产能力仅万吨,但仍缺乏高效品种的稳定剂。
其中农膜生产是光稳定剂的主要消费市场,约占光稳定剂消费总量的50%左右,另外PP、PVC和ABS塑料也是光稳定剂另一主要消费领域,我国各类光稳定剂消费比例和结构如下表不同类型光稳定剂消费比例和结构品种比例受阻胺类56二苯甲酮类20苯并三唑类 6有机镍盐 6其他 122紫外线吸收剂紫外线吸收型光稳定剂通称为紫外线吸收剂,这类光稳定剂是利用自身分子结构,将光能转换成热能,避免塑料材料发生光氧化反应而起到光稳定作用。
试验方法请参照UL1581 耐日光测试:耐日光1200 碳弧和氙弧试验1200.1 如有关产品标准中规定,本试验应在5个完整试样上进行。
1200.2 试样按第1200.3~1200.6条所述经氙弧辐射和喷水或按第1200.7~1200.10条所述经碳弧辐射和喷水处理后,然后按第1200.11~1200.15条所述制备和测量抗张强度保留值和最终伸长率。
对于扁电缆的处理,应将电缆宽面对著碳弧或氙弧。
对于外护套的处理,护套试样外表面对著碳弧或氙弧。
每个试样的长边应平行于碳弧或氙弧。
装试样的台架和圆筒以1.00 0.01r/min的速率旋转。
温度和旋转周期可自动控制。
1200.3 氙弧辐射处理(ASYM G 26方法1,用B型或类似设备)------各试样垂直置于氙弧辐射和暴露喷水装置组成的试样台架中,该装置类似于ASTM G 26—95 “非金属材料有水或无水暴光试验设备(氙弧型)推荐操作规程”中所述的B型设备。
辐射由长弧冷水型的灯组件产生。
灯组件垂直放在试样台架的旋转轴上。
灯组件由置于硼硅酸纳玻璃(7740 Pyrex 玻璃或类似材料)制成的内外两个圆柱形滤光管正中央的一个石英氙弧喷灯管构成,并与该过滤管同心。
该灯组件运作时对试样能保持至少0.35W/m2的光辐射水平(由3400埃或340nm的波长监测)。
1200.4 必须采用有效措施防止氙弧辐射范围内的操作人员受到伤害。
内外滤光管之间应有一定间隔以减小因暴露在氙弧中产生应力而导致滤光管爆裂。
为安全起见及保持辐射水平,ASTM建议内滤光管的使用时间不超过400h,外滤光管的使用时间不超过2000h。
1200.5 试样台架每旋转一周细水珠对每个试样喷射一次,喷水时间为18min。
2h的周期由102min的辐射和18min的辐射加喷水组成,如此按第1200.6条所述循环。
喷射用水应干净(不应在试样上留下任何附著物并弄臟试样),pH值为6.0~8.0,温度为16.0±5.0o C(60.0±9.0o F)。
防晒剂防晒机理及其应用阳光中的紫外线能杀死或抑制皮肤表面的细菌,促进皮肤中的脱氢胆固醇转化为维生素D9还能增强人体的抗病能力,促进人体的新陈代谢,对人体的生长发育有重要作用。
另一方面,紫外线对人体皮肤和头发有伤害作用。
紫外辐射(uV)能引起皮肤灼伤和红斑。
促使皮肤过早老化,引起角膜炎和白内障,损伤皮肤内的免疫细胞,引起系统性的免疫功能抑制。
随着人类对冰箱、空调等制冷设备使用的日益普及,压缩机内氟里昂(cFc)的泄漏量也在不断增加,从而使臭氧层产生的空洞加剧。
地面受到紫外辐射的强度有增高的趋势。
因此对紫外线、防晒剂及其制品的研究也得到了众多学者的关注。
1紫外线及其对人体的影响1.1紫外线阳光由电磁波谱的许多波长组成。
当阳光穿透地球大气层,其中一些波长的光被滤掉,其余辐射到达地球表面称之为紫外和红外光。
紫外线与皮肤细胞相互作用并引起大范围的伤害效果,见表1。
1.2紫外线对皮肤的伤害UVR是一个免疫抑制因素,对免疫功能的损害可能导致皮肤肿瘤的发生。
Toewa等人首先观察到紫外辐射改变了抗原递呈细胞(APC)——郎格罕细胞(Lc)的功能。
在正常皮肤组织中,Lc在表皮形成网状结构,其功能之一是摄取外来抗原,游走到局部淋巴结,把抗原递呈给T细胞。
紫外辐射改变了表皮中Lc的形态,使网状结构破坏,并使Lc数量减少,功能改变。
而炎症细胞增多,导致免疫耐受。
另外,尿苷酸是组氨酸脱氨基产物,在表皮上层很丰富。
UV照射后,其从反式结构转变成顺式结构从而抑制T细胞的功能。
多个实验室已证实尿苷酸有免疫抑制作用。
紫外辐射对皮肤的影响还表现在皮肤的光老化方面。
过度暴晒者,会看上去很老相,光老化皮肤生长出各种赘生物。
出现很深的皱纹,皮肤松弛下垂,有很多色素斑。
这些现象反映了皮肤结构方面的变化但完全不同于生理的衰老变化。
UVB可引起皮肤红斑、DNA损伤和皮肤肿瘤。
Sams等人的研究结果提示UVB 能损伤缔结组织,他们用30-50倍的最小红斑卉吐量的UVB照射有毛小鼠,结果出现中等程度的弹性纤维增生。
抗紫外线整理剂HTUV100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。对180~400nm波段的紫外线有良好的吸收转化、反射和散射作用,从而提高运动服、沙滩装、游泳衣、休闲服、职业装及帐篷、遮阳伞、窗帘等的紫外线屏蔽性能。整理后织物的UPF值可达到50+,且有极高的耐水洗和光稳定性,经重复洗熨及强烈紫外线照射后效果均不下降。适用于涂层、印花、喷涂以及高温吸尽法、浸轧法工艺及成衣整理。SGS、Intertek等全球多家权威检测机构一致证明: HTUV100符合澳大利亚AS/NZS 4399标准等。韩笑
棉织物抗紫外线整理 张永久冯爱芬(河北科技大学) 原载:六届论文集;361-364
摘要:本文论述了用于纺织品抗紫外线整理剂的种类和性能。基于纺织品抗紫外线整理的原理,采用有机类紫外线吸收剂和高科技纳米材料复配,研制出用于棉和涤棉织物的新型抗紫外线整理剂UV-R。采用该整理剂处理后的棉织物和涤棉织物,其抗紫外线性能大大提高。 关键词:紫外线棉织物紫外线吸收剂纳米材料复配
1 引言 二十世纪以来,随着碳氟系溶剂和氟里昂的大量使用,使地球大气层中臭氧层遭到严重的破坏,到达地球表面的紫外线不断增加,造成对人体健康的危害更令人担忧。紫外线是波长为180~400nm的电磁波,适量的紫外线辐射具有杀菌作用并能促进维生素D的合成,有利于人体健康,但在烈日持续照射下,人体皮肤会失去抵御能力,易发生灼伤,出现红斑或水疱,过量的紫外线照射还会诱发皮肤病,会导致皮肤癌、白内障,抑制人体免疫系统。因此,为了保护人体免遭过量紫外线的辐射,研究开发抗紫外线辐射的产品已迫在眉睫。纯棉织物及其混纺织物具有良好的吸湿性和柔软性,是人们青睐的夏季服装面料,但纯棉织物的抗紫外线性能在天然纤维及化学纤维中较差[1],对UV-A和UV-B波段的紫外线都有较高的透过率。所以,对棉织物和涤棉织物进行抗紫外线功能整理研究,对保护人类的健康具有重大意义。 2 抗紫外线整理剂的种类及整理原理 2.1抗紫外线整理剂的整理原理 纺织品紫外线屏蔽整理的原理是是在纤维、纱线或织物上添加紫外线屏蔽剂,反射或有强烈选择性吸收紫外线,并能进行能量交换,以热量或其他无害低能辐射将能量释放或消耗。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 紫外线屏蔽剂的种类 2.2.1 无机类紫外线屏蔽剂 无机类紫外线屏蔽剂,又被称作紫外线反射剂,主要通过对入射紫外线反射或折射,而达到防紫外线的目的。它们没有光能的转化作用,只是利用陶瓷粉或金属氧化物等细粉或超细粉与纤维或织物结合,增加织物表面对紫外线的反射和散射作用,进而防止紫外线透过织物。 2.2.2 有机类紫外线屏蔽剂 有机类紫外线屏蔽剂,又称紫外线吸收剂,顾名思义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。目前纺织品上应用的有机类抗紫外线吸收剂主要有水杨酸酯类化合物、金属离子螯合物、二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、反应型紫外线吸收剂等。 3 抗紫外线整理剂的筛选和制备 抗紫外线整理剂有两大类,即无机类和有机类整理剂,这两类整理剂各有其特点,如将这两类物质混合后处理织物,使它们对紫外线既具有反射和散射作用又具有吸收作用,从而极大的降低紫外线的透过率,获得高质量的抗紫外线辐射纺织品。基于这种分析,我们选用了纳米的陶瓷粉(主要成分为氧化锌)和有机类紫外线吸收剂混合复配得到整理剂UV-R。 4 实验材料与仪器 4.1 实验材料 4.1.1 助剂抗紫外线整理剂UV-R(自制)、纳米氧化锌、粘合剂、交联剂、柔软剂、进口紫外线吸收剂 4.1.2 试样纯棉规格:30×30×68×68×50平纹细布,32×32×130×70斜纹,40×40×133×72缎纹,T/C细纺布规格:45×45×110×76 4.1.3仪器紫外分光光度计、烘箱、均匀轧车、电动搅拌 4.2 测试方法 织物抗紫外线性能测试:按AS-NZS4399标准 [5]
4.3 实验方法: (1)预处理:棉布精练→水洗→烘干→丝光;涤棉布精练→水洗→丝光→热定型 (2)抗紫外线整理实验方法: 实验1#: 抗紫外线整理剂UV-R(15%) 20g/L 粘合剂 10~15g/L 交联剂 1~4g/L 柔软剂 10~20g/L 工艺流程:配制工作液→室温二浸二轧(轧液率70%)→预烘(90—100℃×1.5min)→焙烘(150~200℃×2min)→待测指标. 实验2#: 纳米整理剂(15%) 20g/L 粘合剂 10g/L 交联剂 1~4g/L 柔软剂 10-20g/L 工艺流程:配制工作液→室温二浸二轧(轧液率70%)→预烘(90—100℃×1.5min)→焙烘(150℃~200℃×2min)→待测指标. 实验3#:(进口紫外线吸收剂吸尽法) 进口紫外线吸收剂 1.0 g/L 双氧水 8.0ml/L 工艺流程:配制工作液(与漂白同时加工,浴比1:30)→95℃X60min →烘干 实验4#:(进口紫外线吸收剂与染色同浴吸尽法) 进口紫外线吸收剂 1.0-2.0g/L 盐(NaCL) 15g/L 活性染料 X% 纯碱 10g/L 工艺流程::配制工作液(浴比1:10) →20min升温到70℃,加入紫外线吸收剂恒温15min→加入3g的纯碱恒温20min→再加入7g纯碱恒温20min。 实验3#和4#所采用的整理方法是按照所用的整理剂的要求选择的。 5、 5、 实验结果 5.1紫外线整理剂UV-R中纳米与有机类紫外线吸收剂配比比例的选择 按照表1中抗紫外线整理剂UV-R中纳米与有机类紫外线吸收比例进行整理液的配置,采用实验1# 的工艺,对纯棉细布织物进行整理,紫外线透过率测试结果如表1。 抗紫外线整理剂中随着纳米材料所占质量百分含量增加,紫外线透过率逐渐降低,抗紫外线辐射性能渐增,当纳米材料所占质量百分含量过大时,抗紫外线辐射性能有所下降。最终,选择纳米与有机类紫外线吸收剂比例为1:1。 表1 复合防紫外线整理剂的最佳配方
纳米︰有机物质量百分比 0︰0 30︰70 40︰60 50︰50 60︰40 70︰30 100︰0
紫外线透过率 (%) 300nm 21.6 5.2 3.8 1.0 1.6 1.8 2.0 365nm 22.4 6.3 4.7 1.1 1.9 1.8 2.3
5.2 不同织物整理前后的紫外线透过率 用纳米与有机类紫外线吸收剂1:1配置的抗紫外线整理剂UV-R,按实验1# 分别对纯棉平纹织物、斜纹织物和缎纹织物进行整理,其紫外线透过率如表2所示。经过整理后的织物紫外线透过率大大降低,未处理的织物紫外线透过率较高。 表2 不同组织的织物处理前后紫外线透过率(%) 织物组织 透过率(%) 平纹 斜纹 缎纹
未处理 处理 未处理 处理 未处理 处理 300nm 22.7 1.1 21.6 0.9 15.67 0.58 365nm 23.5 1.2 22.9 0.79 13.23 0.46 5.3 对比实验 分别按照实验方案1#、2#、3#和4#对纯棉平纹细布和T/C平纹细布进行整理,测得的紫外线透过率如表3。 由表3可知纯棉和T/C在上述四个处方整理后都具有优良的防紫外线的性能,遮断率平均在95%~98%之间,新研制抗紫外线整理剂UV-R整理后的纯棉和T/C织物防紫外线效果最佳。纯棉细布在波长300和365nm紫外线测试下,由原来的22.7%和23.5%分别下降到1.0%和1.1%;T/C细布的紫外线透过率则由11.3%和12.0%分别下降到0.8%和1.3%。 表3 不同整理剂对织物的防紫外线效果的影响 项目 紫外线透过率(%) 整理剂UV-R 纳米整理剂 进口防紫外线整理剂漂白法 进口防紫外线整染色法 测试波长(nm) 300 365 300 365 300 365 300 365 纯棉细布原布 22.7 23.5 22.7 23.5 22.7 23.5 22.7 23.5 纯棉细布整理后 1.0 1.1 2.0 2.3 3.0 3.6 2.8 3.0 T/C细纺布原布 11.3 12.0 11.3 12.0 11.3 12.0 11.3 12.0 T/C细布整理后 0.8 1.3 1.2 1.1 1.7 1.9 1.0 1.2 单独使用纳米整理剂能达到很好的防紫外线整理效果,纯棉织物的紫外线透过率可达2.3%,涤棉织物的紫外线透过率可达1.2%;复配有机紫外线吸收剂可提高防紫外线整理效果,并降低成本;进口的反应型防紫外线整理剂的效果比复合整理剂UV-R稍差,且成本高。 本成果研制的复合整理剂UV-R用于纯棉和T/C织物,通过纳米材料对紫外线的屏蔽和反射以及有机紫外线吸收剂的吸收作用赋予纺织品优良的防紫外线功能,可大大降低紫外线的透过率。 6.结论 用研制出了抗紫外线整理剂UV-R整理后的织物防具有优异的抗紫线性能,防晒指数均在40以上,而且本研究的工艺还可与其他功能性整理同浴进行。
参考文献: [1] 唐增荣. 纺织品抗紫外线整理的研究[M]. 全国第四届后整理学术研讨会会议论文集,313-319. [5]《AS/NZS 4399: 1996,Sun Protective Clothing Evaluation and Classification》,Published jointly by Standards Australian and Standards New Zealand.