纺织行业防紫外线整理(2).ppt
第七章 防紫外线整理,讲课内容,防紫外线整理的重要性紫外线的危害 纤维种类和织物组织结构对紫外线防护的影响 防紫外线的途径 防紫外线整理剂 紫外线吸收剂的应用工艺效果防紫外线整理效果评价,一、防紫外线整理的重要性,随着氟利昂类溶剂的大量使用和排放，大气臭氧层不断遭到破坏，地面上的紫外线辐射量迅速增大，皮肤癌和白内障的发病率正在上升。研究表明，臭氧层每受到1%的破坏，抵达地球表面的有害紫外线将增加2%左右，皮肤癌的发病率将增加4%左右。,二、紫外线的危害,紫外线到达地面具有的能量在292.88598.31KJ/mol之间，它比可见光和红外线均强。生化物中O-H、C-H、C-C、N-N等化学键，在紫外线作用下，有可能发生断裂。,表7-1 紫外线的波长范围和记号,1.不同波长的紫外线对皮肤的影响,（1）近紫外线：透过皮肤量最大，能使皮肤生成黑色素和褐斑，使皮肤老化、干燥和增加皱纹。（2）远紫外线：有一定的透射深度能导致真皮血管扩张红肿，产生红斑和色素沉积，经常照射有致癌危险。（3）超短紫外线：穿透力强，接近x射线和射线，对人类影响大，可影响白细胞和致癌，但其大部分被大气层中的臭氧层、二氧化碳或云雾等吸收，到达地面的仅少量。,2.紫外线的危害（对人体健康）,（1）使皮肤的韧性和弹性降低，皱纹加深，肤色加深，出现老年斑等衰老表现，同时还可以加重黄褐斑、雀斑、黑变等，有的还可引发光敏性皮炎，重者导致皮肤癌。（2）引起白内障和部分失明（3）季节和时间不同危害程度不同夏季比冬季辐射量高。一天中10-14点辐射量为全天的70%,三、纤维种类和织物组织结构对紫外线防护的影响,阳光防护因子SPF（Sun Protection Factor）是使皮肤形成红斑的最小紫外线量。SPF越大，防护能力越强。,表7-2 天然纤维的种类和织物组织结构与SPF值的关系,表7-2 天然纤维的种类和织物组织结构与SPF值的关系,表7-3 合成纤维的种类和织物组织结构与SPF的关系,1.纤维的化学结构的影响,天然纤维中：羊毛的SPF 丝的SPF 棉的SPF例如：棉漂白细布 42g/m2 SPF=2.5 羊毛细平布 87g/m2 SPF=7 蚕丝绉绸 65g/m2 SPF=3,合纤中：涤纶的SPF 锦纶的SPF，涤纶的SPF羊毛的SPF例如：涤纶长丝织物 130g/m2 SPF=44 锦纶长丝织物 67g/m2 SPF=3.8苯环，芳香族氨基酸对300nm以下的紫外线有很强的吸收性。,2.织物重量的影响,织物越重，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 羊毛细平布，87 g/m2 SPF=7 羊毛哔叽，180 g/m2 SPF=50,3.纤维粗细及织物的孔隙度的影响,纱线越粗，线密度越小，纤维比表面积越大，对光的反射越强，SPF值越高。孔隙度越小，SPF值越高涤纶长丝织物，纱线密度4/15（Tex)，SPF=44；涤纶短纤维织物，纱线密度202/202（Tex)，SPF=13；孔隙度 涤纶微纤维织物 孔隙度0.09 SPF50；涤纶微纤维织物 孔隙度0.35 SPF=38；涤纶长丝织物 孔隙度0.19 SPF=44,由上述分析可知：棉织物是紫外线最易透过的面料，而纯棉服装又是回归自然界最受欢迎的消费品，更是夏季的首选衣着，因此纯棉服装是防紫外线整理的主要对象。,四、防紫外线的途径,1.增强织物对紫外线的吸收能力。这可以通过选用适当的纤维和用紫外线吸收剂进行整理来达到。此外，选择合适的组织结构也可以适当提高吸收能力。2.增强织物对紫外线的反射能力。可以通过选用适当的纤维，例如高比表面积纤维及含高比率的TiO2纤维，也可以选择适当的组织结构（织物厚度、表面平整度、织物重量、孔隙度等）来增强对光的反射和散射。在染整加工时，可使用反光陶瓷粉等反光性强的物质对织物进行整理加工。,五、紫外线整理剂,（一）紫外线吸收剂紫外线吸收剂能吸收紫外线，即将高能量的紫外线转换成低能量的热能或波长较短、对人体无害的电磁波。常用的品种主要有二苯甲酮类和苯并三唑类。它们均能转化紫外线的能量，并放出荧光或热量而回复到基态。,例如邻羟基二苯甲酮的反应,邻羟基二苯甲酮吸收紫外线的能量放出荧光后回复到基态，伴随氢键的光致互变异构，这种结构能接受光能而不使键断裂，并使光能转变成热能，从而将吸收的能量消耗。,用于纺织品的紫外线吸收剂需要具备下列条件,安全无毒，特别是对皮肤无刺激和过敏反应。吸收紫外线波长范围宽广、效果良好。耐水洗和干洗，对热、光和化学品稳定。不影响织物原有色泽、手感、强度和色牢度。吸收紫外线后无变色现象。制造方便，成本较低。,1、二苯甲酮类,结构式,特点：具有多个羟基，对一些纤维有较好的吸附能力，用于棉纤维整理抗紫外线效果良好，但价格较贵。有效吸收波长为290-400nm,2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,BASF公司的Uvinul D-49,2、苯三唑类,例如：Ciba公司的Tinuvin326产品。结构如下：,特点：(1)价格相对较低；(2)高温时溶解度较高；(3)较高的熔融温度；(4)毒性较小。(5)它的分子结构和分散染料很接近，可以采用高温高压法处理并被涤纶纤维吸收，对涤纶有较高的分配系数。,一些水溶性的这类化合物适用于锦纶、羊毛、蚕丝和棉织物，在分子中接上适当数量的磺酸基。例如下示结构的化合物：,R=烷基、烷氧基和磺酸基X1、X2=H、硫酸基、卤素原子、磺化的芳烷基,3、水杨酸类化合物,结构式,水杨酸4-叔丁基苯基酯,水杨酸对辛基苯基酯,特点：熔点低，易升华，主要吸收UVB区域的紫外线，吸收系数较低，价格低廉，适用于牢度较低的产品。在强烈的光照下会引起色变现象，故应用较少。,4、金属离子化合物,此类是作为螯合物来使用的，因此只适用于可形成螯合物的染色纤维。例如：锦纶的内装饰材料常用这类化合物（铜和镍的金属螯合物），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镍,例如：,（二）紫外线反射剂（屏蔽剂）,紫外线反射剂能将紫外线通过反射折回空间，也称紫外线屏蔽剂。主要是金属氧化物。例如氧化锌、氧化铁、氧化亚铅和二氧化钛。氧化锌能反射波长为240-380nm的紫外线，所以采用它屏蔽紫外线很好，而且价格较廉又无毒性。二氧化钛能反射的波长范围较窄，只能反射波长为340-360nm的紫外线，因此实用价值不大。一些陶瓷物质也有良好的屏蔽作用。,六、紫外线吸收剂的应用工艺及效果,1、高温高压吸尽法：不溶或难溶于水的整理剂采用此法。2、常压吸尽法：水溶性的吸收剂采用此法。3、浸轧或轧堆法：用于棉织物。4、涂层法：对纤维没有亲和力的吸收剂，特别适合这种方法。,整理效果,图7-3 用和未用紫外吸收剂整理棉府绸的 透过光的光谱曲线（2%Cibatex UPF）,图7-4用与未用紫外线吸收剂整理涤纶织物的透过光的光谱曲线（2%Cibatex APS）,图7-5用与未用紫外线吸收剂整理棉府绸透过光的危害性和波长的关系,七、纺织品抗紫外线辐射性能的效果评价,主要有四种测试方法：（1）中国的GB/T17032-1997、（2）澳大利亚的AS/NZS4399:1996;（3）美国的AATCC183:1998;（4）英国的BS7914:1998。不同方法的应用范围、测试样品规格及数量、测试条件、测试波长间隔和波长的范围均有区别。三个指标表示：紫外线防护系数（UPF）和紫外线透过率（T(UV-A)AV,T(UV-B)AV）,表7-6 UPF的数值及防护等级,思考题,1.紫外线按波段不同分为哪三种？它们对人体有何危害？2.分析讨论纤维种类和织物组织结构对紫外线防护的影响、3.防紫外线的途径有哪两种？4.常用的紫外线吸收剂和屏蔽剂有哪些？,
