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防紫外线产品的制备

防紫外线产品的制备
4.1普通纤维的防紫外线性能
选择未经染色处理并且工艺参数接近的棉、毛、丝、涤纶和粘胶等机织物进行紫外光透射率的测试,结果见表1。从表1可见,不同纤维织物对紫外光透射率的影响很大,毛织物的紫外光透射率最低(8.6%),粘胶织物最高(27.3%)。需要注意的是,测试中毛织物的厚度几乎是其他织物的2倍,因为与其他样布相同厚度的羊毛织物未找到。因此,在进行比较分析时,需对紫外光透射率的平均值用厚度和覆盖度进行修正,经修正后的紫外光透射率平均值中,较低的是丝织物和涤纶织物(16.8%和15.3%),而棉织物和粘胶织物的紫外光透射率较高(26.9%和26.O%)。

分析原因,主要是因为羊毛和蚕丝等蛋白质纤维中含有芳香族氨基酸,涤纶分子中含有苯环,它们的分子活性比较大,对小于300 nm的紫外光有良好的吸收性,且大多数的涤纶纤维中都含有消光剂,对UVA(320~400 rim)和UVB(290~320 nm)具有较高的吸收率。而棉纤维和粘胶纤维中缺少这种活性基团,因此其防紫外辐射能力低。
而麻类纤维具有独特的果胶质斜偏孔结构;苎麻、罗布麻纤维中间有沟状空腔、管壁多孔隙;大麻纤维中心有细长的空腔并与纤维表面纵向分布着的许多裂纹和小空洞相连。由于这些结构原因使麻纤维不仅吸水好,而且对声波和光波有很好的消除作用,因而具有较强的防紫外功能。
将紫外线辐射阻断剂如氧化锌、氧化钛、碳化锆、氧化锆或陶瓷微粒掺入纺丝液中(涤纶、锦纶、醋酯纤维、腈纶等)制成防紫外辐射纤维。用这种防紫外涤纶纤维织成的织物,其紫外线辐射透过率约为棉织物的1/15、普通涤纶织物的1/6。所以具有防紫外线功能的羊毛麻类、蚕丝、涤纶、防紫外化纤等应作为首选原料。
4.2防紫外线纤维生产方法
(1)在成纤聚合物聚合过程中或熔融状态下加入具有紫外线屏蔽性能的成分。选择一种合适的紫外线吸收剂与成纤高聚物的单体一起共聚,制得防紫外线共聚物,然后纺成防紫外线纤维。例如,日本专利报道,用常规的直接酯化或酯交换后缩聚的方法制得防紫外线良好的线型聚酯,再通过常规的熔融纺丝法纺制成纤维。这种纤维具有良好的防紫外线性能,能有效地吸收波长为280~340 nm的紫外线,可用作室外用品。
用至少一种芳香族二羧酸(比如 TPA、IPA等)和 EG 为原料,在原料中或二羧酸的乙二酯中添加质量分数为0.04%-10%可耐250℃的二价苯酚类化合物(例如4,4'-二羟基二苯甲酮等) ,用常规的直接酯化或酯交换后缩聚的方法制得防紫外线良好的线型聚酯,再通过常规的熔融纺丝法纺制成纤维。这种纤维具有良好的防紫外线性能,能有效吸收波长为 280-340nm 的紫外线。
(2)在纤维制造过程中或任意阶段将屏蔽紫外线剂混入纤维中。防紫外线纤维的生产制造可通过共混纺丝制得,即将紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂的粉体在聚合物聚合时加入或直接共混纺丝,也可先制成防紫外线母粒再进行纺丝。这样制得的防紫外线纤维比后整理法制成的纺织品的防紫外线功能持久,耐洗性好,手感柔软,易于染色。但其混纺丝法由于粉体加入量的多少、颗粒的大小和均匀度的不同,其功能也不一样,并有可能逐渐堵塞喷丝孔,缩短喷丝板的寿命,增加成本。
防紫外线添加剂性能选择合的防紫外线添加剂很重要。它需能选择性地强烈吸收波长为290~400 nm的紫外线,有效地防止和抑制紫外线渗透。它还应具备低挥发性、良好的热稳定性、化学稳定性、耐水解性、耐水中萃取性、与高聚物有相容性等。聚合物经添加剂改性后,能与普通制品一样具有较好的耐洗性和耐烫性;良好的安全性、光稳定性;对皮肤无伤害,阳光下穿着感舒适。


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