摘 要:对纺织品进行功能整理是提高其附加值的重要环节,反应性紫外线吸收剂可有效改善纺织品的紫外线防护能力。针对现有反应性紫外线吸收剂的国内外发展现状和趋势,详细介绍了二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类及其他类反应性紫外线吸收剂的制备过程和应用情况,并对它们的应用前景进行了展望。
紫外线吸收剂是一类能够强烈地选择吸收高能量紫外光并进行能量转换,以热能或无害的低辐射形式将能量释放或消耗的物质,广泛应用于高分子材料、纺织品加工及其他领域。常见的紫外线吸收剂主要包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类、取代丙烯腈类、三嗪类等几大类,其中二苯甲酮类和苯并三唑类应用较为广泛。
传统的紫外线吸收剂大多通过物理吸附、粘合、交联剂交联、掺杂等手段固定到纺织纤维中,因此,产品在使用过程中会存在以下缺点:①与纺织纤维结合牢度差、易流失,随着使用时间的延长或洗涤次数的增多,抗紫外线功能逐渐减小并最终消失;②采用交联或粘合的方法,不但会对纺织品的性能产生影响,有时也会降低抗紫外线性能;③由于掺杂需在纺丝前进行,故紫外线吸收剂和纤维之间的相容性至关重要。因此,紫外线吸收剂正向着反应性、耐久性和多功能性等方向发展。
下面将对二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类及其他类反应性紫外线吸收剂的发展情况进行综述。
1 二苯甲酮类反应性紫外线吸收剂
二苯甲酮类紫外线吸收剂是邻羟基二苯甲酮的衍生物,其防护作用是通过分子结构中的分子内氢键将高能的紫外线转换为热能来实现的。
二苯甲酮类反应性紫外线吸收剂的研究首先在高分子材料方面取得进展。美国Na.tStarcbwc公司以2,42二羟基二苯甲酮和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料,在氢氧化钠(或硝酸铵)存在下制备了牌号为PermasorbMA的紫外线吸收剂,该产品能够强烈吸收波长为280~350nm的紫外线。因其含有活性双键,故可与其他单体共聚也可与聚合物发生接枝共聚;又因其含有羟基,故可在聚酯树脂、醇酸树脂及聚氨酯等缩聚树脂的制造过程中以化学键形式结合到聚合物上〔2〕。该化合物制备过程如图1所示:
赵义等人以2,42二羟基二苯甲酮和甲基丙烯酰氯为原料制备了反应性紫外线吸收剂42甲基丙烯酸酯基222羟基二苯甲酮(MHB)。同时采用溶液聚合的方法,与苯乙烯共聚制得了共聚物(St2co2MHB),实现了MHB的高分子化。共聚物紫外吸收光谱测试表明,325nm处的吸收峰为PMHB的特征吸收峰,且随着MHB在共聚物中含量的增加,共聚物的紫外吸收能力增强。该化合物制备及其高分子化过程如图2:
高原等人以对氨基苯磺酸、三聚氯氰和2,42二羟基二苯甲酮为原料合成了一种自身带有反应活性基团和水溶性基团的紫外线吸收剂,该化合物在284nm附近的远紫外线区和342nm附近的近紫外线区有两个明显的吸收峰,说明该化合物对这两个区段的紫外线有较好的屏蔽作用。性能测试表明:抗紫外吸收剂整理后织物的抗紫外线指数值(UPF)从整理前的7.6提升到了11.2;整理后织物具有良好的耐洗涤效果,皂洗30次后色牢度几乎不发生变化;且对染色织物而言,整理后织物的日晒牢度可提升1级左右。该化合物合成路线如图3所示:
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