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织物紫外防护性能的染料性能结构分析

来源:中国纺织服装机械网 发布时间:2012年12月28日

2.2.2 活性蓝7 

在Srinivasan Magesh 的研究中显示,C.I.活性蓝7也是一支具有非常好紫外防护效果的染料:即使在0.5%的染色深度时同样可以将棉印花布的UPF值提高到大于40。和直接蓝86一样,它也是一种酞菁结构的染料。

2.2.3 用金属媒染剂处理过的天然染料 

使用金属媒染剂处理过的天然染料也具有十分好的紫外防护性能。Deepti Gupta等㈨选用十种天然染料应用到煮练后的棉织物上后,发现当使用金属媒染剂时,所有研究中被测染色织物的UPF值都有一个显著的提高(从l5~20增加到35~50)。这很可能就是因为“染料一媒染剂”结合物(金属离子螯合物)所具有的特殊的紫外光吸收特性造成的。 

以上所说的这种结构的染料都足通过分子间的能量转移(光物理过程)来消散能量的。与含金属离子螫合结构的紫外吸收剂原理类似:当紫外线照射到金属离子螫合结构的染料上时,染料高分子螯合物被激发成为激发态,分子间的作用使激发态分子的能量转移,并使激发态回到基态,把紫外线能量转化为低能量的光谱散发,从而达到紫外防护的目的。 

2.3 含硫元素的染料 

硫元素对紫外吸收的可能影响早有人关注。有一些染料,如直接黄、硫化染料等,其结构中具有各种形式的硫元素(如杂环中的硫、一S-S一结构中的硫等),这部分结构的染料可能也都具有比较好的紫外防护性能。  

2.3.1 直接黄28 

研究发现,0.5%(owf)的直接黄28溶液施加到棉印花布后,织物的UPF值可以达到19.9。与前面的直接红28、直接绿26比较,直接黄28的UPF值要略低,这是因为其分子结构中没有由共轭结构与分子内在氢键形成的整合结构直接黄28结构如下: 

    

可提高织物紫外防护性能的染料

其分子结构中含有杂环硫元素,这H丁能就是造成它紫外防护效果比较好的原因。 

2.3.2 硫化红棕B3R 

笔者曾对硫化红棕B3R(5%owf)染色后棉织物的紫外透过率进行测试:其平均UPF值达N3o.3(空白试样的平均UPF为3.50) 与未染色织物比较.织物的UPFff几乎提高l0倍而且,硫化红棕的紫外防护效果也是各种染料之中比较突 的:川已知的几种直接染料中紫外防护效果最为突出的直接红28(2%0wf)进行同规格织物染色试验.直接红染色后的棉织物其平均UPF只可以达到27.6,比硫化红棕可以达到的UPF值(303)低。 

可见,硫化红棕B3R的紫外防护效果是非常好的。关于其他硫化染料的紫外防护效果,是我们目前正在进一步研究的内容之一。 

硫化染料的高紫外透过率,可能也与其分子结构巾的硫元素有关。

综上所述可以看到,某些结构的染料本身就具有比较好的紫外防护性能,可以使织物达到比较高的UPF值(最高可以达~lJ40以上、甚至50) 而中国计量科学研究院N03将1999年以来1l2个抗紫外整理(专门的抗紫外整理加3-_)后的织物样品的UPF值进行统计分析的结果表明,UPF值在30以上的只有42%,40以上的只有3l%。也就是说,如果合理选择染料的话,单单通过染色就可以达到专门抗紫外整理的效果,使其UPF值相当,甚至达到更高。

 

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