淺談棉織物的防紫外線整理

淺談棉織物的防紫外線整理

摘要：隨著生活水平的提高，人們對服裝材料的要求也越來越高。棉織物如何能抵抗紫外線的照 射，就成了研究的課題。本文主要介紹了棉織物的防紫外線的整理幾種方法。

關(guān)鍵詞；紫外線}棉織物；

整理 長期過量的紫外線引起光化學反應(yīng)，可使人體 機能發(fā)生一系列變化，尤其是對人體的皮膚、眼睛以 及免疫系統(tǒng)等造成危害。

如何在日常穿著當中抵抗 紫外線的照射，就成了服裝材料研究的一個方向。

1紫外線的概念 紫外線按其波長可分為UVA(波長320— 400nm)，UVB(波長290—320nm)，UVC(波長180 —290nm)。UVC具有很高的能量，但其幾乎全部被 臭氧層吸收，不能到達地面；波長相對較短單能量較 高的UVB能射透皮膚幾毫米，使皮膚產(chǎn)生黑色素， 出現(xiàn)曬黑和曬斑，并使皮膚有患黑色素瘤的危險；波 長較長能量較小的UVA幾乎全部到達地面，穿透 皮膚，加速皮膚的老化，使皮膚出現(xiàn)皺紋失去彈性。 因而，UVA和UVB是紫外線防護的主要目標。

2紫外線與織物的關(guān)系 紫外線照射到織物上，一部分被吸收，一部分被 反射，一部分透過，因此吸收率和反射率越高，透過 率就越低，防護性能就越好。 織物的紫外線透過率受纖維自身結(jié)構(gòu)的影響。

構(gòu)成織物的纖維種類不同，紫外線透過率不同，棉織 物的紫外線防護能力相對較差，是紫外線易透過 的面料，毛和滌綸的紫外線透過率較低，這是因為聚 酯結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)和羊毛蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的芳香族氨基 酸對小于300nm的光具有很強的吸收性。

3棉織物的紫外線整理方法 防紫外線整理的方法通常有兩種，·類是選擇 對紫外線有較強反射作用而達到屏蔽效果的無機涂 料，如氧化鋅，二氧化鈦；另一類是紫外線吸收劑，其 對紫外波段的光線吸收后將高能量紫外線轉(zhuǎn)化成熱 能過無害的低能量輻射，如水楊酸、二苯甲酮類等。

3．1 用二氧化鐵作屏蔽劑【1] a、試劑：溶膠一凝膠法制備的二氧化鈦整理劑 收稿日期：2008一08一19 b、織物：純棉織物 C、整理劑的性能：自制納米二氧化鈦抗紫外線 整理劑的抗紫外線效果很好，特別能屏蔽對人體傷 害大的所有UVB區(qū)域紫外線。在可見光區(qū)內(nèi)，整 理劑對光的透過率很大，其透明度很好，適用于印染 加工。 d、工藝流程：織物二浸二軋整理液(軋液率70％ 一80％)——無機鹽溶液處理——烘干(80℃* 3min)——水洗——烘干(80℃*3min)——培烘 e、實驗結(jié)果：通過對處理前后織物的抗紫外線 性能、白度、斷裂能力、折皺回復(fù)角各項性能的對比，

得出以下結(jié)論：①自制納米二氧化鈦抗紫外線整理 劑對uVA、UVB波段的紫外線都有很好的屏蔽作 用，整理后棉織物的抗紫外線性能的到顯著提高f② 因為無機鹽濃度，焙烘時間對織物白度影響不大，但 隨焙烘溫度的提高，織物的白度會下降較大，因此自 制納米二氧化鈦抗紫外線整理劑的佳整理工藝 為：織物二浸--$L整理液(軋液率70％一80％)—— 0．59／L無機鹽溶液處理——烘干(80℃* 3min)二水洗——烘干(100℃*2min)——培烘， 整理后織物的折皺恢復(fù)較有所減小。

3．2棉織物的納米氧化鋅抗紫外線整理叫 a、試劑：納米ZnO，低聚炳烯酸鈉，水溶性鈦酸 酯偶聯(lián)劑，NaOH b、織物：1209／m2漂白純棉卡其 Cs工藝流程及整理結(jié)果：(以下原料用量均為實 驗用量) ①取0．59水溶性鈦酸酯偶聯(lián)劑加水至50mL， 攪拌后加入0．759納米氧化鋅，超聲震蕩；添加1- 259低聚炳烯酸鈉并用NaOH調(diào)整溶液的PH值至9 ～10，再次進行超聲震蕩。此時，在加入低聚炳烯酸 鈉和偶聯(lián)荊的納米氧化鋅分散荊體系中，納米氧化 萬方數(shù)據(jù)  嚴磊等 淺談棉織物的防紫外線整理 23 鋅的分散比較均勻，無明顯的“團簇”現(xiàn)象。納米氧化 鋅基本上都保持在納米尺度范圍內(nèi)。

②織物經(jīng)二浸二軋整理(浸液溫度20"C，軋液率 80％)，120-．,150"C焙烘30～150s，用清水漂洗后室 溫晾干，在八籃恒溫烘箱中于105"C烘干至恒重。 整理液濃度1．09／L，浴比1。30，浸漬時間 150min，焙烘溫度150℃，焙烘90s以后，織物的增重 率大。隨著增重率的增加，織物的紫外線透過率隨 之減少，織物增重率為4．64％時，在280,-一320nm處 紫外線平均透過率<3％。因此，在保證納米整理液 均勻分散的前提下，織物的增重率越大，則織物抗紫 外線效果越好。 織物經(jīng)整理后，吸濕性和強力略有下降，由于納 米氧化鋅本身的白度很高，織物整理后的白度增加。

3．3 將棉纖維整理成為無機粒子／棉纖維復(fù)合材 料[3] a、試劑：濃硫酸(質(zhì)量分數(shù)98％)，氯化鋇，硫酸 二氫氨，硼酸 b、織物：棉布 c、原理：棉纖維為多孔組織，其內(nèi)部微孔(孔穴) 的孔徑只有幾到十幾納米，可作為納米粒子生成的 “微反應(yīng)器”。

當將Ba2+離子滲透到棉纖維內(nèi)部，再與 PO。3-離子接觸，在棉纖維的微孔中生成磷酸鋇和 磷酸氫鋇結(jié)晶沉淀，從而將磷酸鋇和磷酸氫鋇粒子 組裝到棉纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，形成無機離子／棉纖維 復(fù)合材料。 d、工藝流程：棉布退漿——試劑處理(先放入 60"C的硫化鋇溶液中浸4h，再在磷酸氫氨溶液中浸 4h)——浸軋——熱風烘干(100。C)——培烘 (150℃，3—4min)——皂洗——水洗——烘干 (105℃)——成品。 e、處理后的效果：①處理后的棉織物12次洗滌 后的防護指數(shù)UPF值達到了17．7，此整理劑可通過 簡單的浸軋、烘干工藝賦予棉織物優(yōu)異、耐久的防紫 外線性能。

②棉織物的防紫外線性能強。

3．4反應(yīng)性防紫外線整理劑UVDHA(以下藥品及 織物均為實驗用量)[4】 a、織物：純棉半制品(30*30，68*68) b、試劑：防紫外線整理劑UVDH(三氯聚嗪芳 氨類)、改進劑A(三嗪氨基二苯乙稀類) C、工藝原理：反應(yīng)性防紫外線整理劑UVDH是 三氯聚嗪芳氨類紫外線吸收劑，水溶性基團磺酸基， 紫外線吸收基，紫外線吸收基是芳香類結(jié)構(gòu)，與親核 試劑如纖維素的羥基陰離子、水等化合物發(fā)生親和 取代反應(yīng)：R 1 ^B—L礦rx“ N T■囊橫城爿。X曩雜瑋¨々膏喜誓霸 UVDH對紫外線UVB有強烈吸收且能與棉纖 維形成共價交聯(lián)，耐洗性好，但對UVA的吸收效果 差，因此在UVDH中加入能對UVA發(fā)生較強吸收 的改進劑A，并復(fù)制成UVDHA，使其在有效吸收 UVB的同時，對UVA也有較好的吸收，提高整體 的紫外線防護效果?？蛇x用具有三嗪氨基二苯乙烯 類結(jié)構(gòu)的改進劑，其與UVDH復(fù)配后對純棉織物的 防紫外線整理效果較好。

d、工藝流程：先進行染色，將UVDH與改進劑 A按質(zhì)量比6：1混合，經(jīng)高速剪切乳化后復(fù)配成適 合出純棉織物UVDHA3．5％(owl)在浴比1：20， 60℃的條件下，5min后加入硫酸鈉609／L加速整理 劑的吸收，15min后加入碳酸鈉159／L，升溫(升溫速 度2℃／min)至85℃使整理劑固著在纖維上，30min， 清洗。 e、整理結(jié)果：①整理后，防紫外線性能比UVDH 有了明顯提高，整理效率提高了16．35％，UPF值可 達到26．54，按AS／N ZS 4399評估UPF等級為良； ②織物經(jīng)UVDHA整理，棉纖維上的一OH與UVD． HA上的活性基團在堿性條件下發(fā)生了親核取代， 產(chǎn)生了非常穩(wěn)定的共價鍵結(jié)合，因此織物的耐洗性 好；因此，UVDHA比較適用于白色、黃色和藍色棉 織物的防紫外線整理。

4結(jié)束語 隨著人們生活水平的逐步提高，人們的自我保 護意識的不斷增強和勞動保護工作的進一步深入， 防紫外線紡織品越來越受人們的關(guān)注。而棉織物作 為一種純天然的紡織品，將越來越受到人們的喜歡。 運用新的方法技術(shù)，提高棉織物的抗紫外線性能，必 將具有廣泛的發(fā)展前景和很好的市場潛力。

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