摘 要:對紡織品進行功能整理是提高其附加值的重要環節,反應性紫外線吸收劑可有效改善紡織品的紫外線防護能力。針對現有反應性紫外線吸收劑的國內外發展現狀和趨勢,詳細介紹了二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、受阻胺類及其他類反應性紫外線吸收劑的制備過程和應用情況,并對它們的應用前景進行了展望。
紫外線吸收劑是一類能夠強烈地選擇吸收高能量紫外光并進行能量轉換,以熱能或無害的低輻射形式將能量釋放或消耗的物質,廣泛應用于高分子材料、紡織品加工及其他領域。常見的紫外線吸收劑主要包括水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、受阻胺類、取代丙烯腈類、三嗪類等幾大類,其中二苯甲酮類和苯并三唑類應用較為廣泛。
傳統的紫外線吸收劑大多通過物理吸附、粘合、交聯劑交聯、摻雜等手段固定到紡織纖維中,因此,產品在使用過程中會存在以下缺點:①與紡織纖維結合牢度差、易流失,隨著使用時間的延長或洗滌次數的增多,抗紫外線功能逐漸減小并最終消失;②采用交聯或粘合的方法,不但會對紡織品的性能產生影響,有時也會降低抗紫外線性能;③由于摻雜需在紡絲前進行,故紫外線吸收劑和纖維之間的相容性至關重要。因此,紫外線吸收劑正向著反應性、耐久性和多功能性等方向發展。
下面將對二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、受阻胺類及其他類反應性紫外線吸收劑的發展情況進行綜述。
1 二苯甲酮類反應性紫外線吸收劑
二苯甲酮類紫外線吸收劑是鄰羥基二苯甲酮的衍生物,其防護作用是通過分子結構中的分子內氫鍵將高能的紫外線轉換為熱能來實現的。
二苯甲酮類反應性紫外線吸收劑的研究首先在高分子材料方面取得進展。美國Na.tStarcbwc公司以2,42二羥基二苯甲酮和甲基丙烯酸縮水甘油酯為原料,在氫氧化鈉(或硝酸銨)存在下制備了牌號為PermasorbMA的紫外線吸收劑,該產品能夠強烈吸收波長為280~350nm的紫外線。因其含有活性雙鍵,故可與其他單體共聚也可與聚合物發生接枝共聚;又因其含有羥基,故可在聚酯樹脂、醇酸樹脂及聚氨酯等縮聚樹脂的制造過程中以化學鍵形式結合到聚合物上〔2〕。該化合物制備過程如圖1所示:
趙義等人以2,42二羥基二苯甲酮和甲基丙烯酰氯為原料制備了反應性紫外線吸收劑42甲基丙烯酸酯基222羥基二苯甲酮(MHB)。同時采用溶液聚合的方法,與苯乙烯共聚制得了共聚物(St2co2MHB),實現了MHB的高分子化。共聚物紫外吸收光譜測試表明,325nm處的吸收峰為PMHB的特征吸收峰,且隨著MHB在共聚物中含量的增加,共聚物的紫外吸收能力增強。該化合物制備及其高分子化過程如圖2:
高原等人以對氨基苯磺酸、三聚氯氰和2,42二羥基二苯甲酮為原料合成了一種自身帶有反應活性基團和水溶性基團的紫外線吸收劑,該化合物在284nm附近的遠紫外線區和342nm附近的近紫外線區有兩個明顯的吸收峰,說明該化合物對這兩個區段的紫外線有較好的屏蔽作用。性能測試表明:抗紫外吸收劑整理后織物的抗紫外線指數值(UPF)從整理前的7.6提升到了11.2;整理后織物具有良好的耐洗滌效果,皂洗30次后色牢度幾乎不發生變化;且對染色織物而言,整理后織物的日曬牢度可提升1級左右。該化合物合成路線如圖3所示:
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