抗紫外線纖維及紡織品

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,抗紫外線紡織品,紅外線,可見光,紫外線,紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,UV-A,UV-B,UV-C,UV-A,UV-B,UV-C,320400 nm,290320 nm,200290 nm,9598%,25%,臭氧層吸收,能量較小，能穿透玻璃、衣服、人的皮膚，使皮膚出現(xiàn)松馳

2、和皺紋，加速老化。,能量較大，能穿透人的表皮，引起曬傷，皮膚腫瘤。,能量最大，作用最強(qiáng)，可引起曬傷，基因突變。,抗紫外線的原理,紫外線屏蔽劑：能將紫外線反射的物質(zhì),紫外線吸收劑：對(duì)紫外線有強(qiáng)烈選擇性吸收并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換而減少紫外線的透過量。,一、普通衣料抗紫外線討論,普通衣服對(duì)紫外線的屏蔽率是50%，有以下因素影響：,1.纖維材料的性質(zhì),2.織物結(jié)構(gòu),3.染料,4.后整理,棉纖維對(duì)紫外線的吸收最差，絲次之，羊毛和麻稍好。,合成纖維對(duì)紫外線的吸收能力比天然纖維強(qiáng)，尤以腈綸和滌綸強(qiáng)。,短纖維抗紫外線的能力優(yōu)于長(zhǎng)絲織物。纖維細(xì)的織物優(yōu)于粗纖維織物，異形截面織物優(yōu)于圓截面織物。,1.纖維特征的影響,織物

3、緊度越大，孔隙越小，紫外線的透過度越小。稀松織物尤其是一些網(wǎng)眼織物，抗紫外線的能力有限。,織物越厚，吸收的紫外線越多，紫外線的透過度越小。,機(jī)織物比針織物抗紫外線的效果好。,2.織物結(jié)構(gòu)的影響,同一種紡織品使用相同染料，顏色越深，對(duì)紫外線的吸收越多，對(duì)紫外線屏蔽性越好。,有些染料的吸收帶伸展到紫外光譜區(qū)域，能起到紫外線吸收劑的作用。,3.染料的影響,涂層整理、拒水拒油整理，使織物的厚度增加，織物的孔隙率降低，。,有些染料的吸收帶伸展到紫外光譜區(qū)域，能起到紫外線吸收劑的作用。,4.后整理的影響,當(dāng)光射到物體上，一部分光在表面被反射，一部分被物體吸收，其余則透過物體。,透過率+反射率+吸收率100

4、%,通過提高紡織品對(duì)紫外線的反射及吸收，就能減少紫外線對(duì)人體的傷害。,二、抗紫外線機(jī)理,紫外線整理劑,無(wú)機(jī)屏蔽劑：利用無(wú)機(jī)物對(duì)紫外線進(jìn)行反射、散射來達(dá)到防紫外線的目的，整個(gè)過程沒有能量轉(zhuǎn)換。,有機(jī)吸收劑：分子上大多含有發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)，它們能吸收高能量的紫外線，然后以熱能或無(wú)害的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的低輻射能量釋放出來。,（一）無(wú)機(jī)紫外線整理劑,無(wú)機(jī)整理劑又稱紫外線屏蔽劑，大多是金屬、金屬氧化物及其鹽類。,常見的是TiO,2,、ZnO、AL,2,O,3,、高嶺土、滑石粉、炭黑、氧化鐵、氧化亞鉛、CaCO,3,以ZnO和氧化亞鉛的效果為最好，目前最常用的就是ZnO粒子。ZnO不僅具有良好的紫外線屏蔽作用，

5、還具有抑制細(xì)菌和真菌繁殖及防臭的作用。,ZnO粒子粉末的細(xì)度,影響：,1.加工的難易,2.紡織品抗紫外線防護(hù)效果,3.產(chǎn)品耐用性,粒徑對(duì)光散射和遮蓋力的影響,1.粒徑與光波長(zhǎng)之比極大時(shí)，粒子的遮蓋效果與粒徑成反比。即粒徑越小，光的遮蓋面積越大。,2.粒徑與光波長(zhǎng)之比極小，光散射系數(shù)降低，光遮蓋力降低。,3.當(dāng)粒徑與光波長(zhǎng)同級(jí)，粒徑為光波長(zhǎng)一半左右，光散射最大。,納米微粒的粒徑并不是越小越好。,粒徑對(duì)光散射和遮蓋力的影響,TiO2的粒徑在0.050.12m時(shí)，吸收效率最大。,ZnO的粒徑在0.0050.015m，屏蔽紫外線的波長(zhǎng)范圍更大。,醫(yī)藥和化妝用品使用的抗紫外線粒徑為0.010.02m,如

6、何在紡織品中加入屏蔽劑,1.先將無(wú)機(jī)金屬氧化物制成超細(xì)微粒，并降低粒子的表面活性，提高其在纖維中的分散性，這一環(huán)節(jié)技術(shù)復(fù)雜。,2.摻入化纖高分子聚合物，形成紡絲液。,或通過染整涂層等其它處理方法。,（二）有機(jī)紫外線整理劑,又稱紫外線吸收劑。將紫外線變成低能量的熱能或波長(zhǎng)較短的電磁波。,有機(jī)屏蔽劑分子上大多含有NN,、NO、CN 、CO 、,或NH,2,、OH、SO,3,H、COOH,紫外線吸收劑結(jié)構(gòu),大多具有共軛結(jié)構(gòu)和氫鍵，吸收紫外線以后能轉(zhuǎn)換為熱能、熒光、磷光，同時(shí)產(chǎn)生氫鍵成互變異構(gòu)。,結(jié)構(gòu)如：,1.苯酮類化合物,此類化合物有：2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羥基

7、-5-氯二苯甲酮等。,特點(diǎn)：能吸收280400nm的紫外線，對(duì)280nm以下紫外線吸收較少，有時(shí)易泛黃，價(jià)格較貴，應(yīng)用較少。,可用于纖維素、聚酯、聚酰胺、聚丙烯等纖維。,生產(chǎn)廠家：聯(lián)邦德國(guó),BASF的UV-9、美國(guó)ACY的 UV-531,2.苯并三唑類,特點(diǎn)：對(duì)紫外線的吸收范圍較廣，可吸收波長(zhǎng)為300400nm的光，屏蔽紫外線效果好，而對(duì)400nm以上的可見光幾乎不吸收，因此制品不會(huì)泛色。它的分子結(jié)構(gòu)和分散染料很近似，可以采用高溫高壓法處理并被滌綸纖維吸附。,它沒有反應(yīng)性基團(tuán)，活性不高，處理時(shí)要吸附于纖維表面才能達(dá)到紫外線吸收和屏蔽效果。,瑞土汽巴的紫外線吸收劑UV-P、UV-236、UV-2

8、37就屬于這類產(chǎn)品。,3.,水楊酸類化合物,水楊酸酯類紫外線屏蔽劑能大量吸收UV-B，僅吸收少量UV-A紫外線，而且吸收波長(zhǎng)分布于短波長(zhǎng)一側(cè)，應(yīng)用較少。水楊酸酯在分子中也有內(nèi)在氫鍵。,對(duì)紫外線吸收的能力在開始時(shí)很低，而且吸收的范圍極窄(小于340nm)，但經(jīng)紫外線照射一定時(shí)間后，對(duì)其吸收逐漸增大，直到最大吸收，這是由于其在紫外線照射下發(fā)生分子重排形成了紫外線吸收能力強(qiáng)的二苯甲酮結(jié)構(gòu)，從而強(qiáng)化其紫外線吸收作用。,美國(guó)DOW的紫外線吸收劑TBS，國(guó)產(chǎn)紫外線吸收劑BAD等屬于這類產(chǎn)品。,4.有機(jī)鎳聚合物,特點(diǎn)：前幾種都是通過分子本身結(jié)構(gòu)變化(光化學(xué)反應(yīng))來消散能量，而有機(jī)鎳聚合物則通過分子間的能量轉(zhuǎn)

9、移(光物理過程)來消散能量。當(dāng)紫外線照射到有機(jī)鎳聚合物上時(shí)，與高分子聚合物被激發(fā)成為激發(fā)態(tài)的分子作用，使激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，把紫外線能量轉(zhuǎn)化為低能量的光譜散發(fā)，而不致使其破壞，從而保護(hù)高分子不被破壞。,常用這類化合物作為螯合物使用，對(duì)部分纖維織物在一定條件下能形成螯合物絡(luò)合體，有屏蔽功能，它主要的目的是提高染色的耐光牢度，但往往離子有顏色，使用有局限性。,5.三嗪類,特點(diǎn)：主要在UVB和UVC區(qū)域發(fā)生吸收，在UVA區(qū)域幾乎不吸收,。,收紫外線效果與鄰羥基的個(gè)數(shù)有關(guān)，鄰羥基個(gè)數(shù)越多，吸收紫外線的能力越強(qiáng)。,三、抗紫外線紡織品的生產(chǎn),加工抗紫外線紡織品時(shí)，有機(jī)遮蔽劑和無(wú)機(jī)遮蔽劑可以單獨(dú)使用，也可以兩者

10、配合使用。,由于紫外線屏蔽劑大多對(duì)棉、麻等天然纖維缺乏親和力，可采用浸漬法和涂層法將屏蔽劑固著在織物（纖維）表面。浸軋液由紫外線屏蔽劑、樹脂、柔軟劑等組成。但經(jīng)烘干和/或熱處理后，織物上孔眼易被樹脂（粘合劑）所覆蓋，會(huì)影響整理織物的風(fēng)格、吸水性和透氣性。如果遮蔽劑分子能與纖維大分子或交聯(lián)劑反應(yīng)，可采用浸漬法。,（一）表面涂層技術(shù),在涂層劑中加入適量紫外線屏蔽劑，藉涂布器在織物表面進(jìn)行精密細(xì)涂層，然后經(jīng)烘干及必要的熱處理，在織物表面形成一層薄膜以達(dá)到抗紫外防曬功能。此法雖耐洗牢度及手感受到影響，但對(duì)纖維種類的適用性廣，處理成本低，簡(jiǎn)單易行。涂層使用的紫外線屏蔽劑，大多是一些高折射的無(wú)機(jī)化合物，它

11、們吸收紫外線的效果與其顆粒大小有關(guān)，添加劑的濃度及涂層厚度對(duì)其防護(hù)效果有顯著影響。,（二）浸漬加工法,1.染色同浴加工,滌綸用紫外吸收劑，可采用滌綸的高溫高壓染色工藝，與分散染料染色同浴進(jìn)行。,2.單獨(dú)吸盡法,紫外吸收劑能依靠靜電引力而吸附于纖維上，可與酸性染料、金屬絡(luò)合染料等陰離子型染料一起同浴用于羊毛、蠶絲和錦綸的染色。,（三）印花法,將紫外吸收劑加入到印花色糊中，與染料同漿印花。由于汽車內(nèi)裝飾織物對(duì)耐光牢度的要求很高，故國(guó)外在其織物印花時(shí)多將紫外吸收劑與高耐光染料同漿印花。,（四）軋、烘、焙法,軋-烘-焙法對(duì)各種織物均適用。水溶性的紫外吸收劑能在親水性纖維上發(fā)生吸著，不溶性紫外吸收劑也能

12、在高溫下在疏水性纖維上發(fā)生吸著，其機(jī)理類似于分散染料的熱熔染色。,（五）微膠囊整理,將紫外線吸收劑制成微膠囊，其囊衣以高分子聚合物，如苯乙烯、丙烯酸酯為佳。將紫外線吸收劑包于囊芯，然后用粘合劑及交聯(lián)劑將微膠囊固著在織物上，可制成紫外線屏蔽率達(dá)85%以上的紡織品，微膠囊可以緩釋紫外線吸收劑，從而達(dá)到長(zhǎng)效防紫外的目的。,四、抗紫外線性能測(cè)量,織物抗紫外線性能的測(cè)量有許多標(biāo)準(zhǔn)，如澳大利亞和新西蘭的ASNZS4399，我國(guó)的GBT188302002，美國(guó)的AATCC1831998、ASTM草案D13.65，英國(guó)的BS79141998、BS79491999以及PrENI3758等均是近幾年制定的標(biāo)準(zhǔn)。,

13、在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，將UPF值與UV-A透射比一起作為評(píng)價(jià)抗紫外線性能的指標(biāo)。規(guī)定UPF值大于30%，UV-A透射比不大于5%。,（一）紫外線透過率,輻射光源，發(fā)射中段,紫外線,試樣,紫外線接收感應(yīng)器,透射比越小越好，分為UVA和UVB,透射比,測(cè)試有試樣和無(wú)試樣時(shí)，紫外線接收器的感應(yīng)接收強(qiáng)度。再計(jì)算阻隔紫外線的能力。,（二）紫外線分光光度計(jì)法分光光度計(jì)法是采用紫外分光光度計(jì)作為輻射源，產(chǎn)生一定波長(zhǎng)范圍(280400nm)的紫外線，照射到織物上，然后用積分球收集透過織物的各個(gè)方向上的輻射通量，計(jì)算紫外線透射比。紫外線透射比越小，表明織物阻隔紫外線效果越好。分光光度計(jì)法可檢測(cè)各個(gè)不同波長(zhǎng)下的透射比

14、，是目前國(guó)際上較流行和通用的測(cè)定方法。雖然國(guó)際上尚無(wú)統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，但澳大利亞、新西蘭、英國(guó)、美國(guó)、歐盟等均采用分光光度計(jì)法。,五、抗紫外線性能評(píng)價(jià),（一）紫外線透射比,紫外線透射比是越小越好，分為UV-A和UV-B透射比。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)UV-A透射比要求不大于5%,（二）防曬因子(SPF)和紫外防護(hù)因子(UPF)SPF用于化妝品行業(yè)，UPF用于紡織行業(yè)。紫外線輻射防護(hù)因數(shù)UPF也稱為紫外線遮擋因數(shù)或抗紫外指數(shù)，它是衡量織物抗紫外性能的一個(gè)重要參數(shù)。UPF值是指某防護(hù)品被采用后，紫外輻射使皮膚達(dá)到某一損傷(如紅斑、眼損傷、甚至致癌等)的臨界劑量所需時(shí)間閾值，比如在正常情況下裸露皮膚可接受某一強(qiáng)度紫

15、外線輻射量為20min，則使用UPF為5的紡織品后，可在該強(qiáng)度紫外線下暴曬100min。,UPF的范圍,防護(hù)分類,紫外線透過率（%）,UPF等級(jí),1524,較好防護(hù),6742,15，20,2539,非常好的防護(hù),4126,25，30，35,4050，50+,非常優(yōu)異的防護(hù),2.5,40，45，50，50+,UPF的數(shù)值及防護(hù)等級(jí),UPF是國(guó)外較多采用的抗紫外性能的指標(biāo)，我國(guó)的UPF最高標(biāo)識(shí)是50，超過50以后對(duì)人體的影響完全可以忽略不計(jì)。,（三）紫外線屏障率,紫外線透射比是越小越好，分為UV-A和UV-B透射比。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)UV-A透射比要求不大于5%,遮蔽率(1一透過率)100%,謝謝觀看,/

16、,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,內(nèi)容總結(jié),抗紫外線紡織品。合成纖維對(duì)紫外線的吸收能力比天然纖維強(qiáng)，尤以腈綸和滌綸強(qiáng)。有些染料的吸收帶伸展到紫外光譜區(qū)域，能起到紫外線吸收劑的作用。無(wú)機(jī)屏蔽劑：利用無(wú)機(jī)物對(duì)紫外線進(jìn)行反射、散射來達(dá)到防紫外線的目的，整個(gè)過程沒有能量轉(zhuǎn)換。無(wú)機(jī)整理劑又稱紫外線屏蔽劑，大多是金屬、金屬氧化物及其鹽類。ZnO的粒徑在0.0050.015m，屏蔽紫外線的波長(zhǎng)范圍更大。將紫外線變成低能量的熱能或波長(zhǎng)較短的電磁波。規(guī)定UPF值大于30%，UV-A透射比不大于5%。透射比越小越好，分為UVA和UVB 透射比。測(cè)試有試樣和無(wú)試樣時(shí)，紫外線接收器的感應(yīng)接收強(qiáng)度。分光光度計(jì)法可檢測(cè)各個(gè)不同波長(zhǎng)下的透射比，是目前國(guó)際上較流行和通用的測(cè)定方法。4126。4050，50+。遮蔽率(1一透過率)100%。謝謝觀