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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划紫外线反射材料抗紫外线材料的发展及应用1、概述理论上来说，短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收，不能达到地球表面，不会对人体产生危害。但是近年来,随着人类使用大量的氟利昂等含卤素化合物日益增多，且不断的向空气中排放，致使出现臭氧层空洞。因此，到达地球的紫外线量增加，人类也意识到了的紫外线对人体健康可能造成的危害。有报告指出，自从1979年以来，中国大气臭氧层总量日益减少，至1999年臭氧层减少了14%，而臭氧层每递减1%，皮肤癌的发病率就会上升3%的几率。研究证明，紫外线会导
2、致人体免疫功能下降，深度伤害遗传因子，导致皮肤癌、白内障、色斑癌的发病率增加等危害。表1-1不同波段的紫外线对人体的危害人们清楚地认识到紫外线对人类健康可能会造成的各种伤害。人们研制出的各种各样的防晒霜和抗紫外线化妆品，受到广大消费者尤其是女性消费者的青睐。但是，因为此类产品的防护能力和作用时间有限，且其产品成份含有的各种重金属会在人体积累，长时间的使用对人体健康造成一定的伤害。因此，人们把目光投向了防紫外线纺织品的研究，研制出具有防紫外线性能的遮阳伞、窗帘，帽子等等。人们发现，防紫外线纺织品能够更有效的，更大面积的阻挡紫外线对人体的过度伤害。早在20世纪90年代，国外就开始对防紫外线纺织品的
3、开发研究。澳大利亚、新西兰、日本等发达国家都对防紫外线纺织品进行了大量的研究和开发。其中，日本取得了令人瞩目的成就。虽然国内对防紫外线纺织品这方面的研究比较少，但是最近几年，国内的防紫外线纺织品研制开发得到了迅速的发展。目前在东部沿海地区的城市的许多公司已开发出具有优异防紫外线功能的纤维和织物。但是，相比较外国而言，我国对防紫外线纺织品的研究和生产都相对比较落后，商品种类较少，商品化程度较低。因此，我国的防紫外线纺织品的质量和技术含量还是有待提高，其防紫外线性能和服用性能的改善还需要更多的探索和研究。按照国标GB/T18830-XX纺织品防紫外线性能的测定规定，当样品的UPF40,且T(UVA
4、)AV线超微粉体和母粒;山东巨龙化工公司将紫外线吸收剂和屏蔽剂合理配合，研制成功用于棉织物的抗紫外线整理剂;厦门华普高技术产业有限公司开发的纳米级陶瓷棉纺织品，同时具有抗紫外线、抗菌及远红外保温功能;西安华捷科技发展公司采用超微粉材料掺入纤维制成的服装，能吸收、隔离95%以上的紫外线，有效地阻止其对人体的伤害。3纺织品防紫外线辐射整理机理纺织品防紫外线辐射整理的机理，是在纺织品上施加一种能反射和，或有强烈选择性吸收紫外线，并能进行能量转换，以热能或其他无害低能辐射，将能量释放或消耗的物质。施加这些物质后的纺织品，对织物各项服用性无不良影响，并达到使用要求。因此，纺织品防紫外线辐射整理与高分子的
5、耐光稳定性有相似之处。不过，耐光性是保护高分子化合物，防紫外线照射后引起的自动氧化，导致聚合物的降解，使外观和结构性能变化;而防紫外线辐射整理是防护人体免使过量的紫外线照射引起的伤害。从光学原理上讲，光射到物体上，有一部分在表面反射，部分被物体吸收，其余的则透过物体。可是，经防紫外线辐射整理的织物，光射到织物上，一部分通过织物的间隙透过织物，织物上的紫外线屏蔽剂不是将紫外线反射，就是选择性吸收并将其能量转换成低能而释放，以致将紫外线遮蔽。4纺织品防紫外线辐射功能的影响因素织物防紫外线的能力，主要取决于织物本身的屏蔽紫外线的能力。织物通常具有比较复杂的表面，它们除了吸收光之外，还有散射和反射光线
6、的作用。而散射和反射作用则因单纤维表面形态、织物组织规格、色泽深浅差异和印染后整理方法不同而有显著的变化。因此，研究纺织品防紫外线辐射性能时，要综合考虑各种因素。41纤维种类纤维种类不同，其紫外线透过率、紫外线防护系数(upf)也不同。聚酯、羊毛纤维等比棉、粘胶纤维的紫外线透过率低、紫外线防护系数小。因聚酯结构中的苯环和羊毛蛋白质分子中的芳香族氨基酸，对小于300nm的光都具有很大的吸收性。所以具有防紫外线功能的毛、麻类、蚕丝、涤纶、防紫外化纤等作为首选原料。而棉织物防紫外线的能力相对较差，是紫外线最易透过的面料。因此，对棉织物进行防紫外线辐射整理最为迫切。织物结构织物结构决定了织物的几何形态
7、和它的多孔结构。织物结构包括厚度、紧密度(覆盖系数或空隙率)等。紧密的结构需要大量的经纬纱，覆盖系数大，uv透射率低，防护作用就大。稀松织物的覆盖系数低，光线不易受到遮蔽，其防护作用就小。紫外线防护系数(upf)随着织物的密度而增加。对于织物重量较重的厚重织物也有相似的情况。这是由于为得到某一色泽，染料必须选择性地吸收可见光辐射，而有些染料的吸收带伸展到紫外光谱区域，因此它起着紫外线吸收剂的作用。一般来说，随着纺织品色泽的加深，织物紫外线透过率随之减少，防紫外线辐射性能提高。此外，化学纤维的消光处理也影响其紫外线透过率。不同染料与紫外线透过率的关系见表3。作为服装面料，考虑到夏季穿着时对柔软性
8、和舒适性的要求，对于涤纶、氨纶等合成纤维织物，可选择适当的紫外线吸收剂，并与分散性染料一起，进行高温高压染色，使紫外线吸收剂分子融入纤维内部;对于棉、麻类织物，可用浸轧法，经烘干和热处理后，将紫外线吸收剂固着在织物表面。对于装饰用、产业用纺织品，可选用涂料印花或涂层法，将具有抗紫外线效果的反光陶瓷材料粘合剂涂印在织物表面，形成一层防护薄膜;也可用紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂对织物表面进行精密涂层，经烘干和热处理后，在织物表面形成一层薄膜。涂层剂可选用pvc、pa、pu等，也可与陶瓷微粉共混涂层。此外，应用纳米技术及微胶囊技术，也可增强织物的抗紫外线功能。45其他因素纺织品防紫外线辐射性能的一般规
9、律:短纤织物优于长丝织物;加工丝产品优于化纤原丝产品，细纤维织物比粗纤维织物好;扁平异型化纤织物优于圆型截面化纤织物;机织物优于针织物。5紫外线屏蔽剂所谓紫外线屏蔽剂，即具有吸收或反射紫外线作用的物质。紫外线屏蔽剂可分为无机和有机两类化合物。无机类紫外线屏蔽剂无机类紫外线屏蔽剂，也称紫外线反射剂，主要通过对入射紫外线反射或折射，而达到防紫外线辐射的目的。它们没有光能的转化作用，只是利用陶瓷或金属氧化物等细粉与纤维或织物结合，增加织物表面对紫外线反射和散射作用，以防止紫外线透过织物而损害人体皮肤。这些粉末包括高岭土、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、氧化锌、氧化亚铅等。经试验，在310-370nm波长区，
10、对紫外线的反射或防护效果，以氧化锌和氧化亚铅为好，二氧化铁和高岭土也有一定的作用。这些无机组分与有机类紫外线屏蔽剂相比有一定优点，除耐光与防紫外线比较优越外，耐热性能也比较突出。特别是氧化锌还具有抗菌防臭功能。有机类紫外线屏蔽剂有机类紫外线屏蔽剂，也称紫外线吸收剂，主要是吸收紫外线并进行能量转换，将紫外线变成低能量的热能或波长较短的电磁波，从而达到防紫外线辐射的目的。作为纺织品用的紫外线吸收剂应具有:(1)安全无毒，特别对皮肤应无刺激和过敏反应;(2)吸收紫外线范围广和效果良好;(3)对热、光和化学品稳定，无光催化作用;(4)吸收紫外线后无变色现象;(5)不影响或少影响纺织品的色牢度、白度、强
11、力和手感等;(6)耐常用溶剂和耐洗性良好。国内外紫外线吸收剂品种很多，常用的第一代产品有水杨酸酯类化合物、金属离子整合物、薄荷酯类、苯并三唑类和二苯甲酮类等。这些紫外线吸收剂没有反应性官能团，不易固着，很易扩散。第二代吸收剂包括瑞士汽巴嘉基公司开发的邻-羟基苯-二苯基三唑的衍生物，是一种阳离子自分散型配方，可用于高温染色、轧染、印花等，有优良的升华牢度和热固着性能。瑞士科莱恩公司开发的rayosan系列可与纤维素纤维上的羟基和聚酰胺上的氨基反应，不改变织物外观、手感、透气性，也有耐光和耐水洗牢度。紫外线吸收剂可使紫外线能量转化为光、热等形式释放，在一定程度上是稳定的，但长时间、大剂量的紫外线照
12、射会引起吸收剂分子分解。因此，为提高整理效果的耐久性，通常可采用微胶囊技术，将吸收剂装入微胶囊中，对织物进行后整理。总之，对紫外线屏蔽剂的研究应注重于提高织物的防紫外线辐射性能及耐久性，适用于各种不同纤维原料的织物，不影响织物的柔软度、色牢度及强力，并尽量保证整理剂本身及对人体、织物、环境不产生危害和污染。还应研究整理剂浓度与不同织物品种之间的一般规律，加强加工工艺研究，在满足纺织品的防紫外性能指标要求的基础上，尽可能地降低生产成本。6提高纺织品防紫外线辐射功能的途径为减少紫外线对皮肤的伤害，必须减少紫外线透过织物的量。而减少紫外线的透过量主要有以下三种途径。61防紫外线纤维主要指在合成纤维生
13、产过程中，掺入紫外线屏蔽剂，用共混和芯鞘等方法纺丝，使纤维具有遮蔽紫外线的功能。这种方法所得到的织物效果持久且手感较好，但对处理技术要求高，成本大，且有不易用于天然纤维及在混纺时效果难以控制等弱点。日本可乐丽公司于90年代初首家推出具有防紫外线功能的esmo纤维，即在pet聚合物熔体中均匀掺入细陶瓷粉末纺制成涤纶纤维。近年来，发现将特殊结构的陶瓷超细微粒混入纤维内制成的纤维，不仅能屏紫外线，又有隔热作用(即反射可见光和红外线)。62防紫外线辐射整理纺织品防紫外线辐射整理的整理工艺与其最终用途有关，其整理工艺大致有以下四种:621高温高压吸尽法对涤纶、耐纶等合成纤维织物的紫外线屏蔽整理，可以与分
14、散性染料高温高压染色时同浴进行。这时紫外线吸收剂分子溶入纤维内部，只要选择合适的(包括皮肤毒性低)紫外线吸收剂就可以。622常压吸尽法对于一些水溶性的吸收剂处理羊毛、蚕丝、棉以及锦纶纺织品，则只需在常压下于其水溶液中处理，类似水溶性染料染色。有些吸收剂也可以采用和染料同浴进行一浴法染色整理加工。623浸轧法由于紫外线屏蔽剂大多不溶于水，又对棉、麻等天然纤维缺乏亲和力，因此不能用吸尽法，而采用与树脂(或粘合剂)同浴，将屏蔽剂固着在织物(纤维)表面。浸轧液由紫外线屏蔽剂、树脂、柔软剂等组成。但经干热处理后，织物上孔眼易被树脂(粘合剂)所覆盖，会影响整理织物的风格、吸水性和透气性。624涂层法一般在
15、涂层剂中加入适量紫外线屏蔽剂，藉涂布器(如悬浮刮刀、圆网等)在织物表面进行涂层，然后经烘干及必要的热处理，在织物表面形成一层薄膜。这类方法虽使耐洗牢度及手感受到影响，但对纤维种类的适用性广，处理成本低，对应用的技术和设备要求不高。涂层法使用的紫外线屏蔽剂，大多是一些高折射的无机化合物，它们吸收紫外线效果与其颗粒大小有关。由于紫外线屏蔽剂几乎不溶于水，如把屏蔽剂溶于非水溶剂中进行整理加工，不仅操作不便，而且污染环境，一般大多采用对紫外线屏蔽剂进行乳化处理，使屏蔽剂均匀分散于水相中，并能较稳定保持紫外线屏蔽作用，对织物进行整理;或通过改变紫外线屏蔽剂分子结构，从而赋予屏蔽剂以水溶性，但由于母体分子结构小，影响了整理剂结构，提高了成本。63防紫外
