紫外线对人体的伤害已为人们所认识,市场上也出现了许多具有防紫外线功能的织物。但是这些防紫外线整理剂通常都是采用交联剂的办法处理到织物上,这必然会影响织物的某些性能。而能直接与纤维反应的防紫外线整理剂则研究的较少。
织物用防紫外线整理剂主要有[1][2];a、光屏蔽剂,这是一类能够反射紫外光的物质,在织物中添加光屏蔽剂可使织物屏蔽紫外光波,阻止紫外光直接射到皮肤上,从而起到防紫外线的作用。一般作为屏蔽剂的多是无机填料和颜料,如碳黑、氧化锌和二氧化铁等。B、紫外线吸收剂,能有效地吸收紫外光并能将其能量转化成热能或可见光释放。如邻烃基二苯甲酮,当它吸收紫外光后,所含的氢键被破坏,接着发生互变异构,再放出热回到原来状态。酸酯类等紫外光吸收剂的作用机理与二苯甲酮类相似。
本文作者则是在传统的苯并三唑类紫外线吸收剂衍生物中引入三聚氯氰反应基团,从而能使防紫外整理剂直接应用于棉织物的防紫外线整理,并且保证了防紫外整理的耐久性。
1实验内容
1.1实验试剂及仪器
邻硝基苯胺、亚硝酸钠、保险粉、NP-9,1631,及常用化学试剂(试剂均由深圳先进化工有限公司提供);40×40纯棉平纹织物(经退、煮、漂加工)。三口烧瓶,冷凝管、搅拌器等配套装置;紫外-可见分光光度计、数字式酸度计、振荡式恒温水浴锅等。
1.2实验过程
防紫外剂的合成——防紫外剂的溶解——乳化——配制工作液处理织物——防紫外效果的评定。
2实验结果与讨论
2.1合成
2.1.1合成流程
邻硝基苯胺重氨化→重氮化物与A偶合→将偶合产物中的硝基还原形成苯并三挫类衍生物→将苯并三唑类衍生物与三聚氯氰反应得到最终产物。其中A是含有烃基和氨基的芳香类有机物。
2.1.2反应过程
在装的搅拌器及温度计的三口烧瓶中加入9.2g邻硝基
把1.1g氢氧化钠、4.7g碳酸钠及40ml水依次加入洗净的三口烧瓶中,混匀,再加大适量A冷至5℃以下,在约3Omin内滴加上述重氮液,滴加完毕搅拌10min,撒去冰盐浴,在室温下搅拌30min,过滤。滤饼用温水洗至中性,风干,得暗红色偶合产物,待用。
取上述偶合产物6.7g加入12g氢氧化钠、16m195%乙醇和43ml水,在三口烧瓶中搅拌均匀,控制温度在25℃左右,分批加大19g保险粉,快速搅拌,逐步升温至60-65℃,恒温2h后,待反应液呈淡黄色后,过滤。
将上一步得到的滤液在适当条件下与三聚氯氰反应,调pH值至中性,过滤,将滤饼干燥得防紫外整理剂。此防紫外整理剂是一含有活性基团的苯并三唑类衍生物紫外线吸收剂,它具有活性染料的性质,能与纤维素纤维反应而以化学键的形式与纤维素纤维结合。
2.2将固体防紫外线整理剂制备成水溶性整理剂
2.2.1选择溶剂
由于防紫外剂为颗粒状的固体,它不能直接溶于水,也不能直接使用分散剂使之分散于水中,故要选择一种有机溶剂使之溶解。实验得出常用溶剂的溶解度如表1。
表l防紫外线剂在常用溶剂中的溶解度
溶剂 | 氯仿 | 丙酮 | 乙酸 | 甲醇 | 水 |
溶解度/g | 45 | 19 | 24 | 38 | 几乎不溶 |
注:溶解度指100g溶剂中最多溶解的溶质的量。
由表中数据得出:防紫外剂在氯仿中溶解度最大,但是氯仿具有很强的挥发性,而且它的毒性大,它能损伤肾脏、肝脏功能,引起心脏絮乱、心力衰竭以至死亡。防紫外剂在甲醇中也有较大溶解度,但是甲醇也具有挥发性和毒性。乙酸一般不用作溶剂,它也有很大的挥发性。在提倡绿色环保型助剂的今天不应选用以上溶剂。而对于丙酮,它虽然溶解防紫外剂的能力不如其它溶剂,但是它毒性小而且价格便宜,所以选用丙酮作为溶剂。