防紫外线整理

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经成为人们日益关注的焦点之一。紫外线（ultraviolet rays 简称UV）分为紫外线（UV-A,320-400nm）、中紫外线（UV-B,280-320）和短波紫外线（UV-C,200-280nm）。UV-B的作用UV-A的1000倍，夏季霉斑主要由于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作为一种跟强的紫外线，有一定的杀菌作用，但也对人体有害。一般地讲，紫外线C不能到达地面，但由于近几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，适量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有害的，它不仅使人体黑色素增多，使皮肤老化，严重的还会使皮肤起水泡、红斑，甚至还会引起皮肤癌。每年人们着装最少的是在夏秋季节，而同时也是使用空调量最大，氟利昂排放量最大，空气臭氧层破坏最严重，紫外线辐射最严重的季节。另外，紫外线对纺织品也有不良影响，其不仅使纺织品褪色，也可使蚕丝，尼龙等纤维脆化，强力下降，因此对纺织品进行防紫外线整理，已成为纺织品工作者的一项重要任务。

摘要

由于大气污染、臭氧层变薄甚至出现空洞,紫外线辐射严重损坏人体皮肤。因此,开发防紫外线纺织品势在必行。文中介绍了防紫外基础知识，抗紫外整理剂，抗紫外线纺织品生产，抗紫外线纤维及织物抗紫外性能评价

1．概述

1.1．太阳光谱

太阳辐射是电磁辐射的一种，具有波粒二象性。

太阳辐射的波段范围：0.295～2.5μm。

<0.295μm和>2.5μm波长:臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，不能到达地面。

0.4～0.76μm:可见光,占50％.

>0.76μm:红外线,占43％，

<0.4μm:紫外线,只占总量的占7％。

1．2紫外线及其影响

1）紫外线

电磁波谱中波长约为200~400nm的辐射总称。

太阳辐射的紫外线按波长可分为三段：

超短紫外线UVC：波长200~290nm

远紫外线UVB：波长290~320nm

近紫外线UVA：波长320~400

2）紫外线对人的影响

注意：适当的紫外线有益人体，促进维生素D合成，对佝偻病有抑制作用，并具消毒杀菌作用。

UVA：能量较小，能透射到真皮组织下面，引起肌肤变黑，干燥松弛，出现皱纹，加速老化。

UVB：能量大，可穿过表皮，引起晒伤、皮肤肿瘤及免疫抑制。

UVC：能量最大，作用最强，引起晒伤、基因突变及肿瘤，但未到达地面之前，几乎被臭氧层完全吸收。

3）紫外线对纺织品的影响

纺织品：表面不平整、多孔性、

吸收光（物质都有吸收各种电磁波的性能）

漫反射使光的透过率降低。

漫反射：纤维及其表面、织物组织和厚度等。

长期紫外照射引起纺织品的褪色（如染料）与老化（如羊毛、蚕丝）。

4）纺织品的防紫外能力

防紫外途径：

吸收，并进行能量转换

屏蔽，反射

影响纺织品防紫外能力的因素

•纤维种类与表面形态

吸收能力：

合成纤维>天然纤维（羊毛>棉、真丝)

漫反射：

短纤织物>长丝织物

细纤维织物>粗纤维织物

加工丝产品>化纤原丝产品

扁平和异形丝化纤织物>圆形截面化纤织物

•纱线与织物参数

纱线细度、捻度、结构、毛羽，织物厚度、紧密度

•染料

不同性质的染料分子结构不同，对光谱的吸收不同；

同一性质染料，色系不同及染料使用量不同，对紫外屏蔽性能不同，颜色越深，紫外吸收越多。

•非抗紫外后整理---附带增强抗紫外性能

织物厚度增加；孔隙率减小；整理剂本身可能的作用

•湿度---织物含水时散射减少

含湿率越高，防紫外能力越低

普通衣料对紫外线的遮蔽率一般在50%左右，未整理普通纤维主要通过吸收对紫外

线起到阻隔作用，远远达不到防护要求

第2节．抗紫外整理剂

2.1抗紫外机理

透过率+反射率+吸收率＝100%．反射和吸收率增大，透过率减少，紫外线的防护性好。

抗紫外线整理：主要通过抗紫外整理剂来增强纺织品吸收或反射紫外线的能力。

抗紫外织物：当光辐射到织物上时，一小部分通过织物上的间隙透过织物，绝大部分则被紫外线屏蔽剂反射选择性吸收并将其能量转换成低能而释放。

2.2抗紫外整理剂的种类

常用的抗紫外线整理剂分无机和有机两大类。

2.2.1无机类抗紫外线整理剂

常用的抗紫外线整理剂大多是金属、金属氧化物及其盐类，也称紫外线屏蔽剂。

如Ti0

2、ZnO、Al

2

O

3

、高岭土、滑石粉、炭黑、氧化铁、氧化亚铅和CaCO

3

等。

1、机理:利用某些无机物质对入射波长具有良好的折射、反射、散射性能来达到防护紫外线的目的。

2、特点：与有机紫外线屏蔽剂相比，整个过程无能量的转换发生。不同的无机物对不同波段紫外线的有效反射能力也有所不同。无毒、无味、无刺激性、热稳定性好、不分解、不挥发、紫外线屏蔽性好。使用时，要求先制成纳米级的超细粒子,并要求降低粒子的表面活性, 技术比较复杂。

2.2.2有机类抗紫外线整理剂,也称紫外线吸收剂

1、机理：主要是吸收紫外线并进行能量转换，将紫外线变成低能量的热能或波长较长的电磁波，从而达到防紫外辐射的目的。

2、结构特点：分子结构上大多有连接于芳香族衍生物上的吸收波长小于400nm的

发色基团 (如C=N，N=N，N=0，C=0等)和助色基团(如-NH

2，-OH，-S0

3

H，-C00H等)。

发色基团：能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，不论是否显出颜色都称为发色基团。

助色基团：具有将生色基团的吸收峰移向长波并增加其强度的作用的基团，其本身在紫外线区不产生吸收峰，它还能使色原体（即含有生色基团的有机化合物）变成染料或加深其颜色。能强烈地、选择性地吸收高能量的紫外线，吸收光能后发生激化（发生光物理过程和／或光化学反应），激化态能量能有效地通过非辐射消散而降低，将紫外线能量转化为其他能量形式（热能、荧光、磷光）。