抗紫外线纺织品纤维课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/12/11 Friday,#,抗紫外线纤维及纺织品,抗紫外线纤维及纺织品,1,防晒衣真的,防晒吗？,1,防晒衣真的1,2,前 言,随机从市场上购买,32,件,防紫外线服装，,上海市消保委工作人员,1,件,符合国家标准要求，符合率为,3.13%,14,件,为大型商场购买，,18,件,为网络购买，价格,62483,元不等,2,前 言随机从市场上购买32件防紫外线服装，上海市消保委工作,3,目录,研究背景,&,基础知识,3,抗紫外线机理,&,紫外线整理剂,抗紫外线纺织品及纤维,目录研究背景&基础知识3抗紫外线机理&紫外线整理剂抗紫外线纺,4,1,研究背景,臭氧层破坏每,增加,1%,紫外线辐射,增加约,2%,皮肤癌发病率,增加约,4%,紫外线产品,需求量大增,太阳紫外线辐射所致人类疾病报告,：,每天约有,150,万人,因过量紫外线照射患病，,平均,1,小时就有,1,人死亡,。,4,2,3,2,3,2,3,1研究背景臭氧层破坏每增加1%紫外线辐射增加约2%皮肤癌发病,5,1,基础知识,紫外线分类,约占阳光的,6%,UVA,波长：,320400nm,透过表皮组织，使皮肤粗糙变黑，形成皱纹。,UVB,波长：,290320nm,对健康影响最大，导致皮肤癌。,UVC,波长：,180290nm,大部分被臭氧层吸收，无影响。,主要防护对象,5,2,3,2,3,2,3,1基础知识紫外线分类约占阳光的6%UVA波长：32040,6,1,基础知识,评价指标,紫外线防护系数（,UPF,）：,皮肤无防护时计算出的紫外线辐射平均效应与皮肤有织物防护时计算出的紫外线辐射平均效应的比值,。,光谱,透射比（,T,（,）,:,波长为,时，透射辐通量与入射辐通量之比,。,评价抗紫外线性能常用指标,GB/T18830-2009,：样品,UPF40,，,T(UVA),VA,5%,6,UPF,值范围,防护效果,紫外线透过率,/%,UPF,等级,15,24,较好防护,6.7,4.2,15,，,20,25,39,非常好的防护,4.1,2.6,25,，,30,，,35,40,50,，,50+,非常优异的防护,2.5,40,，,45,，,50,，,50+,表,1 UPF,值评价标准,2,3,2,3,2,3,1基础知识评价指标评价抗紫外线性能常用指标GB/T1883,7,1,相关知识,影响因素,7,纤维种类及形态,结构,竹浆纤维、涤纶等抗紫外线性能好，棉抗紫外线性能差,织物,结构参数及含水率,织物组织结构决定了织物的孔隙率,织物越厚、越紧密,空隙率越低,光的反射越多,防紫外辐射效果越好。,织物,颜色,当颜色饱和度相同或相近时,深色织物较浅色织物的紫外线屏蔽作用好。,后整理,2,3,2,3,2,3,1相关知识影响因素7纤维种类及形态结构232323,8,1,相关知识,影响因素,8,织物,种类（平纹）,织物平均紫外线防护系数,UPF,标态下,浸酸汗渍后,变化率,(%),浸碱汗渍后,变化率,(%),羊毛,19.96,18.11,-9.3,15.91,-20.3,腈纶,9.33,6.69,-28.3,6.28,-32.7,涤纶,11.28,12.79,13.3,13.40,18.8,锦纶,25.13,22.24,-11.5,22.18,-11.7,棉,4.07,2.38,-41.5,2.35,-42.3,粘胶,5.95,4.43,-25.5,4.48,-24.7,贮麻,3.55,2.36,-33.5,2.17,-38.9,丝,7.57,3.83,-49.4,3.93,-48.1,资料来源：付世伟，,常用织物干湿状态下抗紫外线性能比较,表,2,常用织物干湿态抗紫外性能,2,3,2,3,2,3,1相关知识影响因素8织物种类（平纹）织物平均紫外线防护系数,9,2,抗紫外线防护机理,9,紫外线,被织物纤维表面反射回到入射侧；,紫外线被织物,吸收；,紫外线以任何方式透过织物。,抗紫外线防护机理,反射,吸收,有机紫外线吸收剂,无机紫外线屏蔽剂,1,3,1,3,1,3,2抗紫外线防护机理9紫外线被织物纤维表面反射回到入射侧；紫外,10,2,抗紫外线整理剂：,发展历程,10,1,3,1,3,1,3,反射型抗紫外线屏蔽剂,吸收型抗紫外线整理剂,纳米型抗紫外线屏蔽剂,反射,2抗紫外线整理剂：发展历程10131313反射型抗紫外线屏蔽,11,2,抗紫外线整理剂：,发展历程,1,反射型抗紫外线整理剂,金属或金属氧化物及盐类,，如,TiO,、,ZnO,、,AlO,、高岭土、,滑石粉、炭黑、氧化铁、氧化亚铅和,CaCO,3,等,优点,：无毒、无味、无刺激性、热稳定性好、不分解、不挥发，,吸收范围广，对波长,310400,纳米的紫外线反射率高达,95%,以上。,缺点,：透气性、手感、耐洗性差，色泽、牢度及白度下降,应用,：遮阳伞、帐篷等，少用于服装面料,11,1,3,1,3,1,3,2抗紫外线整理剂：发展历程1反射型抗紫外线整理剂金属或金属氧,12,2,抗紫外线整理剂：,发展历程,2,吸收型抗紫外线整理剂（研究重点）,有机化合物,，如苯丙三唑类、三嗪类、二苯甲酮类、有机镍类等,优点,：质量稳定，经整理后织物物理性能和风格影响比较小,缺点,：吸收范围窄、整理后织物易泛黄、应用范围有限,应用,：多用于棉、麻、丝等织物的后整理,12,1,3,1,3,1,3,2抗紫外线整理剂：发展历程2吸收型抗紫外线整理剂（研究重点）,13,2,抗紫外线整理剂：,发展历程,3,13,1,3,1,3,1,3,紫外线吸收剂,吸收波长,特点,二苯甲酮类,280nm400nm,织物易泛黄，价格昂，市场上应用较少,水杨酸脂类,340nm,经照射，形成二苯甲酮结构；易升华，应用较少,苯丙三唑类,300nm400nm,耐挥发性、耐油性好，不影响织物色泽,三嗪类,280nm380nm,吸收能力强，与高聚物相容性差,表,3,几种紫外线吸收剂特点,2抗紫外线整理剂：发展历程313131313紫外线吸收剂吸收,14,2,抗紫外线整理剂：,发展历程,3,纳米型抗紫外线整理剂（研究热点）（吸收与反射）,纳米材料,，如纳米,TiO,、纳米,ZnO,、碳纳米管等,优点,：与一般紫外线屏蔽剂相比，纳米紫外线屏蔽剂,更易于材料结合，粒度小，对可见光反射率低，,透明度高，对织物风格影响较小,缺点,：纳米材料易发生团聚现象，影响整理效果,应用,：范围广泛,14,1,3,1,3,1,3,2抗紫外线整理剂：发展历程3纳米型抗紫外线整理剂（研究热点）,15,3,抗紫外线纤维及纺织品,Money,15,功能化纤维,织物后整理,纤维,&,织物,化纤,天纤,发展趋势,整理工艺,发展现状,1,2,1,2,1,2,3抗紫外线纤维及纺织品Money15功能化纤维纤维&化纤发展,16,3,整理工艺,16,纤维改性功能化,方法,：共混法、共聚法、复合纺丝法,优点,：抗紫外线效果持久、耐洗涤、耐气候性好，不影响织物风格,缺点,：加工成本高，加工路线长、技术要求高,主要产品,：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶等,1,2,1,2,1,2,3整理工艺16纤维改性功能化方法：共混法、共聚法、复合纺丝法,17,17,图片自上而下依次为,竹炭涤纶纤维放大,5000,倍,SEM,图像,染色前后的防紫外线涤纶纤维,染色前后的普通涤纶纤维,17图片自上而下依次为,18,3,整理工艺,-,抗紫外线整理,18,方法,工艺,优点,缺点,应用,吸尽法,类似于,织物染色过程,，分高温高压和常压吸尽法,对织物风格影响小，可与,其他功能整理同浴进行,结合牢度低、耐久性差,多用于夏季服装或贴身穿着类,浸轧法,浸,轧,烘工艺流程,渗透性好，可,与其他功能整理同浴进行,影响织物风格、吸水性和透气性等，耐久性差,-,涂层法,涂层整理,方法简单、工艺要求低,手感发硬，透气性差，穿着有闷热感,产业用装饰用纺织品,常用工艺,1,2,1,2,1,2,3整理工艺-抗紫外线整理18方法工艺优点缺点应用吸尽法类似于,19,19,种类,特点,防水效果,防紫外线稳定剂,PU,（白胶、银胶、珠光等）,增加手感，防风，有垂感，,银胶易脱落,防水，可用于涤纶，锦纶等,UV196,等,PA,（白胶、银胶、珠光）,手感丰满，有弹性，表面有膜感,，银胶层易脱落,防水，可用于涤纶，锦纶等,通用尼龙防紫外线,UV,剂,PVC,色彩艳丽，经济性好,防水，可用于涤纶、锦纶等,UV531,等,PE/PP,环保，安全,防水，疏水，用于丙纶，,PE,面料等,GW770,等,特氟龙,有透气性，应用广泛，,水洗后易失效,抗水,应用效果不稳定,表,4,耐气候性防紫外线涂层,1,2,1,2,1,2,特斯林（,TEXTILENE,）,化纤为使用,70%PVC,包覆,30%,涤纶长丝所得特种化纤，其产品适用于户外休闲家具，经过加工可以制作成户外地毯、遮阳窗帘、餐垫等。,19种类特点防水效果防紫外线稳定剂PU（白胶、银胶、珠光等）,20,3,整理工艺,-,抗紫外线整理,20,微胶囊技术,定义：,微胶囊是用,天然的或合成的高分子聚合物壁壳,包裹气态，液态或固态芯材的微型容器。,机理：,紫外线,吸收剂,位于胶囊内，通过,浸渍法等方法,将其附着在织物上，在服用过程中胶囊外层受摩擦破裂，达到抗紫外线整理剂,缓释效果,，可长时间抵御紫外辐射。,优点,：提高紫外线整理剂利用效率，延长作用时间，降低成本。,1,2,1,2,1,2,3整理工艺-抗紫外线整理20微胶囊技术定义：微胶囊是用天然的,21,21,图,1,经过浸渍处理的棉织物,图,2,经过浸渍处理的涤纶织物,图,3,经过浸渍处理的锦纶织物,21图 1经过浸渍处理的棉织物图 2经过浸渍处理的涤纶织物图,22,棉织物抗紫外线整理,-,环糊精包合法,22,环糊精（,CD,）,：由于具有一个疏水性的空腔，可包覆一些功能分子形成主,-,客体包合物，改善功能分子的应用性能。,特点,：紫外线吸收剂与环糊精结合，不同于直接以物理吸附作用附着在纤维表面，也具有,良好的耐久性。,不足,：主客体分子必须具备一定的条件才能结合，有一定的局限性。,棉织物抗紫外线整理-环糊精包合法22环糊精（CD）：由于具,23,23,纳米复合壳结构涂层法,具有很好的结合牢度，,50,次水洗后,UPF,值仍可达,194.3,；,不足：整理工艺复杂，不适合大规模应用。,。,抗紫外无机纳米颗粒作为核壳结构的,核,被包裹起来。,以,化学键,和棉纤维结合，结合牢度好。,23纳米复合壳结构涂层法抗紫外无机纳米颗粒作为核壳结构的核被,24,3,整理工艺,-,抗紫外线整理,24,溶胶凝胶法,定义：,金属烷氧基化合物作为前驱物在温和条件下水解缩合成溶胶,经溶剂挥发或加热处理使溶胶转化为,网状结构的氧化物凝胶,的过程。常用,TiO,、,ZnO,纳米溶胶,处理织物。,优点：,克服了无机纳米粒子,易聚集、与纤维结合力弱,的缺点，抗紫外线性能显著。,图,4 TiO2-SiO2,复合溶胶整理前后棉织物的,SEM,照片,1,2,1,2,1,2,3整理工艺-抗紫外线整理24溶胶凝胶法定义：金属烷氧基化合物,25,25,样品,平均紫外线透过率,平均,UPF,UPF,等级,UVA,UVB,空白棉织物未水热处理,32,22.7,3.8,0,空白棉织物水热处理,33.2,25.3,3.6,0,整理后织物,12.6,1.2,47.8,45+,样品,平均紫外线透过率,平均,UPF,UPF,等级,UVA,UVB,未整理棉织物,32,22.7,3.8,0,未整理棉织物水洗,10,次,14.2,14.2,5.9,0,整理后棉织物未水洗,12.6,1.2,47.8,45,整理后棉织物水洗,1,次,6.4,0.96,67.5,50+,整理后棉织物水洗,5,次,4.7,0.89,77.2,51+,整理后棉织物水洗,10,次,3.9,0.82,85.5,50+,表,5,整理前后棉织物的平均紫外线透过率和平均,UPF,的变化,表,6,整理前后棉织物水洗后的平均紫