太阳光辐射中,到达地面的紫外线以波长为280~400nm的UVA和UVB为主,它们具有极高的能量,长时间的紫外线照射,会加速人体皮肤老化,引起皮肤病,甚至诱发皮肤癌等。因此,提高织物的防紫外线辐射性能便显得尤为重要。TiO2、ZnO等粒子具有较好的屏蔽紫外线的能力,然而它们的粉体与纺织品之间的结合作用不强,存在着水洗牢度较差、功能不能持久和织物手感变劣等缺点[1-4]。目前,采用TiO2等各类溶胶对织物整理,也是提高织物防紫外性能的方法之一。这种方法能使织物防紫外性能的耐久性有一定程度的改善[5-9]。然而大多数文献只是对某一种溶胶的防紫外性能进行讨论,在相同的处理条件下,不同溶胶的处理效果以及复合溶胶中每个组分所起的作用研究的还比较少。本文中分别制备不同配比和浓度的SiO2/TiO2和ZnO/TiO2复合溶胶,结合整理前后织物物理机械性能的变化,探讨了各类复合溶胶在织物防紫外整理中的不同效果。1　实验部分 1.1　试剂与仪器织物经过退浆、精练的纯棉府绸织物,支数为40×40,经纱和纬纱密度为133×72;正硅酸四乙酯(TEOS)、钛酸四正丁酯、无水乙醇、盐酸、冰醋酸、乙酸锌、乙醇胺均为分析纯;去离子水,实验室自制。TU-1901双光束紫外可见分光光度计;P-130轧车;HH-6恒温磁力加热搅拌器;R-3焙烘箱;24A-1恒温振荡水浴锅。1.2　实验方法 1.2.1　复合溶胶的制备SiO2溶胶:一定量的乙醇、TEOS、盐酸和水按比例混合,在50℃下,用磁力加热搅拌器搅拌6h,制得硅溶胶,静置待用。TiO2溶胶:取一定量的钛酸四正丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水,将盐酸与去离子水的混合溶液在不断搅拌的情况下缓慢滴加到钛酸四正丁酯与无水乙醇混合液当中,滴加完后继续搅拌30min,静置待用。 ZnO溶胶:称取一定量的二水乙酸锌完全溶于无水乙醇中,依次滴加与二

水乙酸锌等摩尔的乙醇胺和一定量的冰醋酸,混合后放入振荡水浴锅中于60℃下,振荡5h,即可得到澄清透明的ZnO溶胶。SiO2/TiO2复合溶胶:取一定量的SiO2溶胶与去离子水均匀混合,在不断搅拌下缓慢滴加适当比例的TiO2溶胶,滴完后在室温下继续搅拌30min,即得不同配比的SiO2/TiO2复合溶胶。1.2.2　溶胶对织物的整理工艺浸渍二浸二轧(轧余率65%~75%)烘干(60℃,5min)焙烘(150℃,3min)。1.2.3　测试方法 1.2.3.1　织物的透过率测试将整理后的织物剪成4cm×5cm的布样,放入双光束紫外可见分光光度计内,根据测得的数据绘制透过率曲线。1.2.3.2　织物的物理机械性能测试参照GB/T3923.1—1997《纺织品织物拉伸性能:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》,测定整理前后棉织物的断裂强力和断裂伸长率。2　结果与讨论 2.1　SiO2/TiO2复合溶胶对织物防紫外性能的影响 2.1.1　SiO2/TiO2复合溶胶配比对织物防紫外性能的影响　制备不同配比,浓度均为0.2mol/L的SiO2/TiO2复合溶胶,对织物进行防紫外整理,测试整理后织物的紫外线透光率见图1。由图1可知,经复合溶胶整理过的棉织物较未整理织物在整个紫外波段的透光率都有一定程度的下降,当n(SiO2)∶n(TiO2)=4∶1~0∶5时,织物在UVB(280~315nm)和UVC(200~280nm)段的紫外线透光率显著下降,几乎接近于零。在同样的波长下,复合溶胶中TiO2的比例越大,整理织物的紫外光透过率越小,当TiO2为100%时,紫外线透过率最小,这说明在相同浓度下,经SiO2/TiO2复合溶胶整理后的织物的防紫外性能不及TiO2溶胶,这主要是因为通过溶胶凝胶法制得的TiO2是纳米级的,此时TiO2的电子结构中存在约为3.2eV的禁止带间隙

,相当于约410nm波长的光能,TiO2的电子会被波长小于410nm的紫外线激发,当纳米TiO2受光线照射时,比禁止带间隙能量大的光被吸收,价电子带的电子激发至传导带,从而对紫外光有一定的吸收和屏蔽作用[4]。而SiO2禁止带间隙在4eV或5eV以上,激发需要波长极短的紫外线,所以对紫外光几乎没有吸收作用,当SiO2溶胶与TiO2溶胶复合后,相同浓度的溶胶中TiO2含量减少,对紫外光的吸收和屏蔽作用降低[8]。然而,经SiO2溶胶整理后的织物的紫外线透过率,在整个紫外光波段较空白布样也有一定程度的下降,这主要是因为织物经溶胶整理后其表面形成一层致密的薄膜,在一定程度上阻碍了紫外线的透入,对紫外光线产生一定的屏蔽作用。但是,并不是TiO2的配比越大越好,因为要制备性能较稳定的TiO2溶胶,必须是在强酸性的条件下,在处理织物的过程中不可避免地会影响织物的一些物理机械性能。表1为整理前后织物的拉伸性能的变化情况。