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无机类抗紫外线整理剂
来源:印染在线 发布时间:2010年07月15日
无机类抗紫外线整理剂常用的抗紫外线整理剂大多是金属、金属氧化物及其盐类,也称紫外线屏蔽剂。典型的如Ti02、ZnO、Al2O3、高岭土、滑石粉、炭黑、氧化铁、氧化亚铅和CaCO3等。这些具有紫外线屏蔽功能的无机物材料,具有无毒、无味、无刺激性、热稳定性好、不分解、不挥发、紫外线屏蔽性好等性能,是高效安全的紫外线防护剂。在310~370nm波长区,对紫外线的反射或防护效果,以氧化锌和氧化亚铅屏蔽效果为好,二氧化钛和高岭土也有一定作用。SiO2对波长400nm以下的紫外线反射率高达95%。虽然碳黑也是一种有效的紫外线散射剂,但它不仅散射紫外线,连可见光也完全遮断了,所以只有在遮光涂层时才用,除特殊紫外线外,无机类紫外线屏蔽剂一般是不具色泽的微粒子。目前最常用的无机类紫外线屏蔽剂是氧化锌粒子,因它除了具有良好紫外线屏蔽作用外,还具有抑制细菌和真菌等繁殖和防臭的功能。无机类紫外线屏蔽剂粉末的细度直接影响着加工的难易和抗紫外线纺织品的防护效果以及耐用性。当将这些材料做成纳米粉体,微粒的尺寸与光波波长相当或更小时,小尺寸效应导致光屏蔽显著增强。近年来,纳米技术被用于无机类紫外线遮蔽剂的生产,利用纳米粉体的量子尺寸效应,使其对某种波长的光吸收带有“蓝移现象”,当这些材料制成超细粉体时(一般称微米级陶瓷粉体,如能达纳米级更好〕,由于粉体的比表面积极大,表面能很高,具有很高的化学活性,导致光吸收等方面性能显著增强,当其掺入化纤高分子聚合物中,或通过染整或涂层,就会使织物的防紫外线功能大大加强。材料粒径对光散射和遮盖力有较大的影响,当粒径与光波长相比极大时,粒子的遮盖效果与粒子截面成反比,粒径越小,光的遮盖面积越大;当粒径与光波相比极小时,光散射系数降低,遮盖力降低;当粒径与光波长同级时,粒径为光波长一半左右时,光散射最大。关于最佳粒径的计算公式很多,不同的研究者采用的
计算公式不同,结果也有差异。一般认为Ti02粒径在0.05~0.12µm时,吸收效率最大(即透过率最小),也就是说纳米微粒的粒径不是越小越好。纳米ZnO(其粒径一般为0.005~0.015µm,医药和化妆品用为0.01~0.02µm)比锐钛型和金红石型的Ti02屏蔽紫外线范围更宽些。因此紫外线反射剂若用于高质量的屏蔽纤维或织物后整理时,需先制成纳米级超细粒子(粉末或分散液),并要求降低粒子的表面活性,提高其在纤维中的分散性等,技术比较复杂。
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