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近年来,随着世界各国使用氟里昂氯烷类物质(CIFC)以及工业大气污染的日益严重,造成了地球的保护圈大气臭氧层变薄,甚至出现空洞,使到达地球表面的紫外线不断增加,对人类健康产生严重的危害。更有专家预测,到21世纪末,皮肤病发病率将跃居各类疾病之首,成为危害人类健康的头号天敌。棉织物以其柔软的手感,良好的吸湿、透气性,穿着舒适等优点,备受人们青睐,更是夏季穿着的首选。而棉纤维在各种天然纤维中抗紫外线能力最差,紫外线透过率最高。因此,对棉织物进行抗紫外防护整理已刻不容缓。
目前常用的有机紫外线吸收剂,虽可以达到防护紫外线的目的,但其吸收紫外线波长范围较窄,有机物副作用大,易对人体产生不同程度的毒性及刺激性,且会造成废水对环境的污染问题。无机紫外线反射剂,虽安全性良好,遮断范围广,但粉体本身为白色,易造成织物变色。与之相比,纳米无机抗紫外线防护剂不仅对人体无毒副作用,而且屏蔽范围广,屏蔽能力强,是目前研究的热点。本文介绍了纳米材料的奇异特性及纳米微粒的制备方法,在查阅大量资料的基础上,对各方法进行对比分析,并结合自己所具有的实验条件,选用溶胶.凝胶法,制备了纳米TiO<,2>溶胶和纳米SiO<,2>溶胶,并将两者复配,制成复合纳米抗紫外整理剂,用浸轧的方法整理到纯棉针织物上,获得了优异的抗紫外效果。
本课题的研究内容主要包括三部分:
一,纳米氧化物溶胶的制备及其紫外吸收性能测试。纳米TiO<,2>溶胶的制备以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇作溶剂,三乙醇胺为稳定剂,水作反应物,氨水为催化剂,制备了稳定的水溶性纳米TiO<,2>溶胶。纳米SiO<,2>溶胶的制备是以正硅酸乙酯为前驱物,无水乙醇作溶剂,水为反应物,氨水为催化剂,制备了稳定的水溶性纳米SiO<,2>溶胶。并讨论了各因素对制备工艺的影响,选出了最佳的溶胶制备工艺。通过纳米激光粒度测试分析仪、傅立叶红外光谱分析仪和紫外分光光度计,测试了溶胶的粒度和溶胶的紫外吸光度和透过率,并进行了分析。
二,纯棉针织物的抗紫外整理。用正交实验,比较了单一纳米TiO<,2>溶胶整理样和纳米SiO<,2>溶胶整理样的紫外透过率。发现将二者以一定比例复合后的复合溶胶整理剂的抗紫外性能大大优于单一溶胶。最终确定了最优的后整理工艺,且整理织物的耐水洗性良好。本课题织物的抗紫外性能最终测试委托河南省纺织产品质量监督检验测试中心进行,结果整理织物的平均紫外透过率UVR为0.46%,UPF值高达388.594,减去误差计算后UPF值为220.214,抗紫外性能异常优异。
三,抗紫外纯棉针织物各项服用性能测试。为了检验经过纳米抗紫外整理的纯棉针织服装是否影响原有的性能,对其进行了服用性能测试,包括白度、项破强力、悬垂性、透气性和吸湿性。实验结果表明。经此纳米技术整理的针织服装其白度、顶破强力、透气性和吸湿性均有所下降,但变化很小;悬垂性能变好,整理后的织物更柔软。这些变化并不影响织物的风格,仍能很好地满足服用性能的要求。因此,经过纳米抗紫外整理剂整理的织物,基本上保持了原有织物的风格和各种性能。