织物紫外线遮断加工原理

八十年代以来，世界各国对人类赖以生存的地球上生态环境的恶化已引起严重关切。酸雨、农药污染、大气污染、森林被肆意砍伐等情况时有报导。二氧化碳、氟氯化合物引起的温室效应和臭氧层破坏，致使地面紫外线辐射剂量大增，影响人体健康，引发皮肤红斑。黑化和皮肤癌变。并且引起纺织品褪色和脆化。

提高纺织品对紫外线遮断性能的研究及其工业化生产，是近年兴起的。日本在这方面占领明显地位，各公司生产的紫外线遮断织物已大量上市。从1992年底起，我们也进行织物的紫外线遮断剂及遮断加工整理的研究。

 

一、紫外线遮断整理原理

织物的紫外线遮断加工整理原理，是在织物上施加一种能反射和／或有强烈选择性吸收紫外线，并能进行能量转换，以热能或其它无害低能辐射，将能量释放或消耗的物质。这些物质施加后的织物，对织物各项服用性能无不良影响，并达到实用要求。因此织物紫外线遮断整理与高分子的耐光稳定性有相似之处。不过，耐光稳定性是保护高分子化合物，防止紫外线照射后引起的自动氧化导致聚合物的降解；而紫外线遮断整理是保护人体，免使过量的紫外线照射而引起损害。

　　从光学原理上讲，光照射到物体上，一部分在表面上反射，一部分被物体吸收，其余的则透过物体。经紫外线遮断整理的织物，不是将照射到织物上的紫外线反射，就是选择吸收并将其能量转换成低能而释放，以致将紫外线遮断。

 

二、紫外线遮断整理剂介绍

　　能反射和吸收紫外线的化学品叫紫外线遮断剂，对紫外线有强烈选择吸收，并能进行能量转换而减少它的透过量的，习惯叫紫外线吸收剂。它们是从不同的途径提高织物对紫外线遮断功能。

 

1、 紫外线散射剂

 

　　通常利用物质物理性能促使紫外线散射、反射来遮断紫外线的叫散射剂。常用的紫外线散射剂是对其不具活性的金属化合物，如二氧化钛、氧化锌、碳化钙、瓷士、滑石粉等。虽然碳黑也是一种有效的紫外线散射剂，它不仅散射紫外线，连可见光也完全遮断了，所以在遮光涂层时才用它。利用这些无机物微粒子发挥光的反射、散射作用，可起到防止紫外透过的效果。它们的安全性优良，能遮断广大波长范围的紫外线。它们一般是不具色泽的微粒子，将其导入织物的纤维中利用其在纤维与粒子间的界面折射率大，光的反射和散射大，因此粒子径越细越好。据资料介绍，光的散射在粉体粒径约为光波长1／2时最大，目前常用的是超细氧化锌粒子，它除了有良好的散射作用，还具有抑制细菌和真菌等繁殖和防臭之功能。

 

2、紫外线吸收剂

 

紫外线吸收剂是有机化合物中能自身吸收紫外线并将其转换为热或低能量辐射使其作用消失的物质。作为织物的紫外线吸收剂应具有如下主要条件：

① 安全无毒，特别对皮肤应无刺激和过敏反应；

② 吸收紫外线波长范围要大和效果良好；

③ 对热、光和化学品稳定，无光催化作用；

④ 吸收紫外线后无着色现象；

⑤ 不或少影响加工织物的牢度、白度、强力和手感等物理性能和风格；

⑥ 耐常用溶剂和耐洗性良好。

 

因此，织物选用紫外线吸收剂应视最终用途、纤维种类而定，有时为了获较高的耐洗性，还需采用微胶囊技术。目前市场上能提供的紫外线吸收剂主要有：水杨酸类；二苯甲酮类；苯并三唑类和氰基丙烯酸酯等几类。水杨酸类紫外线吸收剂，对UV-B，UV-C波长有效，但对UV-A波长完全不吸收。二苯甲酮类紫外线吸收剂虽然吸收UV-A，UV-B波长有效，但是有黄变等缺点。同时这类化合物为环境激素之一。在使用这些紫外线吸收剂时，必须考虑其作用，波长范围和对皮肤与环境的安全性，并针对织物用途与树脂配合研究。目前国同市场上常用的紫外线吸收剂主要是二苯甲酮类和苯并三唑类化合物。