抗紫外线产品的研究

2024-05-08周欣楠

辽宁丝绸 2024年1期

周欣楠

（常熟理工学院纺织服装与设计学院，江苏常熟 215500）

1 防紫外线纺织品的作用及原理

纺织品的抗紫外线性能主要是通过织物内部分子吸振、分子断裂化学反应吸振、高密度材料反射吸振及晶格吸振等方式实现的。纺织品的组分纤维及其含有或携带物质的化学结构是决定织物抗紫外线性能优劣的主要影响因素。同时，纺织材料本身的规格、结构及性能也影响其抗紫外线能力。日常生活中的普通纺织品虽然对紫外线能够起到一定的防御作用并保护皮肤，但实际效果不佳，而通过纤维改性、浸渍、涂层等后整理方法获得的抗紫外线纺织品，则可有效解决这些问题。目前用于制备抗紫外线纺织品的后整理方法主要为添加紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂。添加紫外线屏蔽剂是通过提高纺织品对紫外线的反射能力达到抗紫外线效果的；添加紫外线吸收剂是通过抗紫外线涂层吸收紫外线而达到抗紫外线效果的。

2 防紫外线的影响因素及组成

2.1 防紫外线纤维基材影响因素

2.1.1 纤维种类

纤维种类的差异性导致其结构必然存在差异，所以会对吸收紫外线的能力及防紫外线性能造成影响。比如紫外线能量会被锦纶纤维结构的—CN 基团吸收、转化为热能消散；聚酯纤维中的苯环及蛋白质纤维分子中的芳香族氨基酸均能将紫外线吸收；麻类纤维的特殊果胶质斜偏孔结构由于有大小各异的空隙，且纤维表面沟壑较多、裂纹纵横，可有效吸收光波，防紫外线效果较好。

2.1.2 纤维形态结构

羊毛及聚酯纤维截面为圆形，可有效反射光、减小紫外线穿透率。另外，纤维直径和反射效果呈反比，所以要想提高防紫外线性能，可选择超细纤维加工织物。

2.1.3 结构、紧密性等因素

织物孔隙率直接受组织结构、厚度、紧密性影响，且孔隙率和防紫外线效果呈反比。

2.1.4 染料颜色

若织物材质相同，当颜色存在差异时，防紫外线性能也存在较大差异，原因是一些染料吸收带可延伸到紫外光谱区吸收部分紫外线，所以织物颜色越深，防紫外线性能越高。

2.1.5 其他要素

在防紫外线效果方面，衣物湿态远不如干燥状态。原因是当水分存在于纱线、纤维空隙中时，使光具备的分散作用降低，从而破坏了防紫外线性能。

此外，短纤织物的防紫外线效果优于长丝织物，细纤织物的防紫外线效果优于粗纤织物等。

2.2 纺织品整理剂分析

2.2.1 紫外线吸收剂

紫外线吸收剂是一种吸收波长在270～300nm 的有机化合物，在诸多领域被使用，比如高分子材料及纺织品加工业。合成紫外线吸收剂主要为共轭体系化合物，常见类型包括水杨酸酯类、甲烷衍生物、金属离子化合物类、二苯甲酮类等。经过试验研究可知，苯丙三唑作为紫外线吸收剂与聚合物，具有较好的稳定性、相容性，因此得以大量应用在合成材料、涂层制品行业。

2.2.2 紫外线反射剂

紫外线反射剂的原理是反射、折射紫外线，从而起到防紫外线的作用。在实践中，可在纤维或织物中加入陶瓷或金属氧化物等细粉，提高织物表面反射、散射紫外线的能力，防止紫外线穿透织物。当前，无机防紫外线添加剂、纳米粉体是常见的紫外线反射剂。

3 抗紫外面料国内外研究现状

抗紫外线整理技术日益成熟，各类抗紫外线的纤维、织物以及服装越来越多。纳米技术正被逐渐应用到抗紫外线整理中。

一种由AkzoNobel 公司与澳大利亚Lenzing 公司合作开发的称为EnkaSun 的系列织物，由一种具有天然的内在防晒功能的粘胶复丝制成，可以提供高达30 的防晒因数。

目前在抗紫外线功能整理中，使用较多的纳米颗粒是TiO2、ZnO 等，通常使用溶胶、凝胶整理方法来整理，制备所得的织物具有较好的抗紫外线性能，但其断裂强力等一些物理指标下降。李晓霞等人即利用TiO2、ZnO 的良好的抗紫外线性能，开发研究了一种超薄的抗紫外线面料，在其中还加入了玉石粉、珍珠粉、汉麻粉等材料，使这款面料具有多功能性。DUAN WEI 等人通过CeO2溶胶处理棉织物，然后再用低表面能物质十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷（DFTMS）改良，从而获得一种具备良好防水性能、抗紫外线性能的织物。

目前，纳米粉体改性整理抗紫外线面料的研究正在逐渐步入正轨，但天然纤维粉体在这方面的应用较少。