麻纤维制品抗紫外性能的研究

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麻纤维因其挺括、凉爽、吸湿排汗等优良性能而广泛应用于夏季服装面料中,近年来人们开始关注自身的健康,在选择纺织品时会考虑其功能性。由于过度的人类活动导致臭氧层空洞,紫外线时刻威胁人类的健康。因此,研究并开发抗紫外纤维迫在眉睫且意义深远,尤其是夏季服装抗紫外性能的开发。目前抗紫外性能的实现主要还依赖于紫外屏蔽剂,但紫外屏蔽剂的安全性和稳定性还存在一定的问题。因此,绿色环保的天然纤维材料的抗紫外性能的研究和机理分析具有深远的意义和广阔的前景。
  本文选取苎麻、大麻、亚麻、剑麻、黄麻、红麻及罗布麻七种天然麻纤维为研究对象,以棉和涤纶纤维为对照样。首先制备出各类纤维粉末/PVA复合膜,研究了各种复合膜的紫外防护性能。结果表明,混合液用量为10mL时,大麻、黄麻、红麻及罗布麻复合膜的紫外-可见光透过率较低,均在10%以下,对应的UPF值较高,分别为1877.01、1334.26、840.51和357.87,远超过国家标准中对防紫外材料的规定。
  分别对几种原麻进行化学脱胶,得到精干麻纤维,测试精干麻纤维及棉纤维、涤纶纤维的紫外防护性能和耐紫外老化性能。研究发现,黄麻、红麻、大麻、亚麻等纤维具有较优异的紫外防护效果,其透过率均值分别为0.364%、2.983%、2.26%和1.894%。另外,纤维透过率随纤维白度的增大呈现先上升后下降的趋势,因此,纤维的白度对其紫外防护性能影响显著。在经过48h的人工光老化后,苎麻、罗布麻等单纤维在老化初期就呈现出较快的老化速度,且最终的纤维强力保持率仅为初始强力的50%左右。涤纶的耐老化性能最好,最终的强力保持率维持在80%,其次为红麻、亚麻、黄麻等工艺纤维,由于残留部分胶质起到保护纤维的作用,纤维的强力保持率在70%左右。
  对乙醇提取物的研究表明,原麻提取液中吸光度较高的红麻、大麻、黄麻,其复合膜也具有较优的紫外吸收性能,UPF值处于较高的水平。精干麻纤维提取液中吸光度较高的红麻、亚麻、大麻也具有较优的紫外屏蔽性能和耐紫外老化性能,这说明麻中的脂溶性物质对材料的抗紫外性能有关键作用。
  对几种典型麻织物的抗紫外性能进行研究,结果表明,涤纶织物具备最优异的紫外防护性能,UPF值达到220.39。黄麻织物具有良好的紫外防护性能,UPF值为48.46。另外织物颜色越深、平方米克重越大,其紫外可见透过率明显下降。织物的人工加速老化实验表明,涤纶织物具有最好的耐紫外老化性能,在加速老化 5 天后可以保持75%左右的初始强力。其次亚麻织物、大麻织物也具有较高的强力保持率,分别为68%和60%。相比而言,苎麻织物的耐紫外老化性能较差,这一结论与纤维抗紫外性能的结论基本吻合。
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