紡織行業(yè)防紫外線整理

1、第七章 防紫外線整理,講課內容,防紫外線整理的重要性紫外線的危害 纖維種類和織物組織結構對紫外線防護的影響 防紫外線的途徑 防紫外線整理劑 紫外線吸收劑的應用工藝效果防紫外線整理效果評價,一、防紫外線整理的重要性,隨著氟利昂類溶劑的大量使用和排放，大氣臭氧層不斷遭到破壞，地面上的紫外線輻射量迅速增大，皮膚癌和白內障的發(fā)

2、病率正在上升。研究表明，臭氧層每受到1%的破壞，抵達地球表面的有害紫外線將增加2%左右，皮膚癌的發(fā)病率將增加4%左右。,二、紫外線的危害,紫外線到達地面具有的能量在292.88～598.31KJ/mol之間，它比可見光和紅外線均強。生化物中O-H、C-H、C-C、N-N等化學鍵，在紫外線作用下，有可能發(fā)生斷裂。,,表7-1 紫外線的波長范圍和記號,1.不同波長的紫外線對皮膚的影響,（1）近紫外線：透過皮膚量最大，能使皮膚生成黑色素和

3、褐斑，使皮膚老化、干燥和增加皺紋。（2）遠紫外線：有一定的透射深度能導致真皮血管擴張紅腫，產生紅斑和色素沉積，經常照射有致癌危險。（3）超短紫外線：穿透力強，接近x射線和γ射線，對人類影響大，可影響白細胞和致癌，但其大部分被大氣層中的臭氧層、二氧化碳或云霧等吸收，到達地面的僅少量。,2. 紫外線的危害（對人體健康）,（1）使皮膚的韌性和彈性降低，皺紋加深，膚色加深，出現老年斑等衰老表現，同時還可以加重黃褐斑、雀斑、黑變等，有的還可引

4、發(fā)光敏性皮炎，重者導致皮膚癌。（2）引起白內障和部分失明（3）季節(jié)和時間不同危害程度不同夏季比冬季輻射量高。一天中10-14點輻射量為全天的70%,三、纖維種類和織物組織結構對紫外線防護的影響,陽光防護因子SPF（Sun Protection Factor ）是使皮膚形成紅斑的最小紫外線量。SPF越大，防護能力越強。,,表7-2 天然纖維的種類和織物組織結構與SPF值的關系,表7-2 天然纖維的種類和織物組織結構與SPF

5、值的關系,表7-3 合成纖維的種類和織物組織結構與SPF的關系,1.纖維的化學結構的影響,天然纖維中：羊毛的SPF ＞ 絲的SPF ＞ 棉的SPF例如：棉漂白細布 42g/m2 SPF=2.5 羊毛細平布 87g/m2 SPF=7 蠶絲縐綢 65g/m2 SPF=3,合纖中：滌綸的SPF ＞錦綸的SPF， 滌綸的SPF≈羊毛的SPF例如：滌綸長絲織物 130g

6、/m2 SPF=44 錦綸長絲織物 67g/m2 SPF=3.8苯環(huán)，芳香族氨基酸對300nm以下的紫外線有很強的吸收性。,2. 織物重量的影響,織物越重，SPF值越高 如：棉漂白帆布， 367 g/m2 SPF=17.0 棉漂白粗平布，135 g/m2 SPF=3.7 羊毛細平布， 87 g/m2 SPF=7 羊毛嗶嘰， 180 g/m2 SPF=5

7、0,3.纖維粗細及織物的孔隙度的影響,紗線越粗，線密度越小，纖維比表面積越大，對光的反射越強，SPF值越高。孔隙度越小， SPF值越高滌綸長絲織物，紗線密度4/15（Tex)，SPF=44；滌綸短纖維織物，紗線密度20×2/20×2 （Tex) ，SPF=13；孔隙度 滌綸微纖維Ⅰ織物 孔隙度0.09 SPF＞＞50； 滌綸微纖維Ⅱ織物 孔隙度0.35 SPF=38；

8、 滌綸長絲織物 孔隙度0.19 SPF=44,由上述分析可知：棉織物是紫外線最易透過的面料，而純棉服裝又是回歸自然界最受歡迎的消費品，更是夏季的首選衣著，因此純棉服裝是防紫外線整理的主要對象。,四、防紫外線的途徑,1. 增強織物對紫外線的吸收能力。 這可以通過選用適當的纖維和用紫外線吸收劑進行整理來達到。此外，選擇合適的組織結構也可以適當提高吸收能力。 2. 增強織物對紫外線的反射能力。 可以通過選

9、用適當的纖維，例如高比表面積纖維及含高比率的TiO2纖維，也可以選擇適當的組織結構（織物厚度、表面平整度、織物重量、孔隙度等）來增強對光的反射和散射。在染整加工時，可使用反光陶瓷粉等反光性強的物質對織物進行整理加工。,五、紫外線整理劑,（一）紫外線吸收劑紫外線吸收劑能吸收紫外線，即將高能量的紫外線轉換成低能量的熱能或波長較短、對人體無害的電磁波。常用的品種主要有二苯甲酮類和苯并三唑類。它們均能轉化紫外線的能量，并放出熒光或熱量而回復

10、到基態(tài)。,例如鄰羥基二苯甲酮的反應,,鄰羥基二苯甲酮吸收紫外線的能量放出熒光后回復到基態(tài)，伴隨氫鍵的光致互變異構，這種結構能接受光能而不使鍵斷裂，并使光能轉變成熱能，從而將吸收的能量消耗。,用于紡織品的紫外線吸收劑需要具備下列條件,①安全無毒，特別是對皮膚無刺激和過敏反應。②吸收紫外線波長范圍寬廣、效果良好。③耐水洗和干洗，對熱、光和化學品穩(wěn)定。④不影響織物原有色澤、手感、強度和色牢度。⑤吸收紫外線后無變色現象。 ⑥制造方便，

11、成本較低。,1、二苯甲酮類,結構式,特點：具有多個羥基，對一些纖維有較好的吸附能力，用于棉纖維整理抗紫外線效果良好，但價格較貴。有效吸收波長為290-400nm,2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮,,BASF公司的Uvinul D-49,2、苯三唑類,例如：Ciba公司的Tinuvin326產品。結構如下：,,特點：(1)價格相對較低；(2)高溫時溶解度較高；(3)較高的熔融溫度；(4)毒性較小。(5)它的分子結構和分散染料很接近，可以采用

12、高溫高壓法處理并被滌綸纖維吸收，對滌綸有較高的分配系數。,一些水溶性的這類化合物適用于錦綸、羊毛、蠶絲和棉織物，在分子中接上適當數量的磺酸基。例如下示結構的化合物：,R=烷基、烷氧基和磺酸基X1、X2= H、硫酸基、鹵素原子、磺化的芳烷基,3、水楊酸類化合物,結構式,,,水楊酸4-叔丁基苯基酯,水楊酸對辛基苯基酯,特點：熔點低，易升華，主要吸收UV—B區(qū)域的紫外線，吸收系數較低，價格低廉，適用于牢度較低的產品。在強烈的光照下會引起色變

13、現象，故應用較少。,4、金屬離子化合物,此類是作為螯合物來使用的，因此只適用于可形成螯合物的染色纖維。例如：錦綸的內裝飾材料常用這類化合物（銅和鎳的金屬螯合物），它主要目的往往是提高染色的耐光牢度。,,N,N—二正丁基二硫代氨基甲酸鎳,,例如：,（二）紫外線反射劑（屏蔽劑）,紫外線反射劑能將紫外線通過反射折回空間，也稱紫外線屏蔽劑。 主要是金屬氧化物。例如氧化鋅、氧化鐵、氧化亞鉛和二氧化鈦。 氧化鋅能反射波長為240-380nm的紫

14、外線，所以采用它屏蔽紫外線很好，而且價格較廉又無毒性。二氧化鈦能反射的波長范圍較窄，只能反射波長為340-360nm的紫外線，因此實用價值不大。 一些陶瓷物質也有良好的屏蔽作用 。,六、紫外線吸收劑的應用工藝及效果,1、高溫高壓吸盡法：不溶或難溶于水的整理劑采用此法。 2、常壓吸盡法：水溶性的吸收劑采用此法。 3、浸軋或軋堆法：用于棉織物。 4、涂層法：對纖維沒有親和力的吸收劑，特別適合這種方法。,整理效果,圖7-3 用

15、和未用紫外吸收劑整理棉府綢的 透過光的光譜曲線（2% Cibatex UPF）,,圖7-4用與未用紫外線吸收劑整理滌綸織物的透過光的光譜曲線（2%Cibatex APS）,圖7-5用與未用紫外線吸收劑整理棉府綢透過光的危害性和波長的關系,七、紡織品抗紫外線輻射性能的效果評價,主要有四種測試方

16、法：（1）中國的GB/T17032-1997、（2）澳大利亞的AS/NZS4399:1996; （3）美國的AATCC183:1998; （4）英國的BS7914:1998。不同方法的應用范圍、測試樣品規(guī)格及數量、測試條件、測試波長間隔和波長的范圍均有區(qū)別。三個指標表示：紫外線防護系數（UPF）和紫外線透過率（T(UV-A)AV,T(UV-B)AV）,表7-6 UPF的數值及防護等級,思考題,1. 紫外線按波段不同分為哪三