光稳定剂在涤纶织物上的应用

光稳定剂在涤纶织物上的应用

不仅用于服装，它也是汽车装饰纺织品的主要材料。对汽车用纺织品的日照时间要求很高。国际上汽车产业要求的纺织品耐荫性在80.90c下为300.600hm。1实验1.1实验抑制剂与仪器材料:纯涤纶平纹布.药品:商品紫外吸收剂UV-FASTP(亨斯迈公司)、FadexECS(科莱恩公司);分散红R-191(常州亚邦染料有限公司);有机紫外吸收剂[苯并三唑类(UV-320、UV-360、UV-328)、二苯甲酮类UV-531]和受阻胺自由基捕获剂(UV-944、UV-770)(南京华立明科工贸有限公司,具体介绍见表1);聚氧乙烯失水山梨醇棕榈酸酯(Tween40,thefisherscientificLtd,Hongkong);失水山梨糖醇酐油酸酯(Span80,化学纯,温州清明化工有限公司)等.仪器:WL500C型高剪切乳化机(上海威宇机电公司);LB-550型激光纳米粒度分析仪(日本HORIBA公司);XPS-8C型系列生物显微镜(上海光学仪器六厂);TBB100-A型红外染色机(杭州三锦科技有限公司);Lambda900UV-VIS-NIR型紫外光谱仪(Perkin-Elmer公司);WH-650型风冷式日晒牢度测试机(温州大同仪器制造有限公司);SF600PLVS型计算机测色配色仪(美国DataColor)等.1.2tween40水相溶液的配制取紫外吸收剂、受阻胺自由基捕获剂或其混合物适量溶解于一定量环己烷中,完全溶解后再滴加一定量Span80,搅拌使之溶解,即得到油相溶液;将一定量Tween40溶于去离子水中,同时加入适量助表面活性剂1,2-丙二醇,搅拌使之完全溶解,得到水相溶液;将油相溶液置于恒温水浴锅中,一定温度下,用高剪切乳化机(10000r/min)搅拌油相,同时向其中快速连续滴加水相,滴加完毕后继续高速搅拌15min后停止.再将乳液置于冰浴中急冷至室温,同时用玻璃棒轻轻搅拌乳液至无泡.1.3保险剂nno/c/lox-处理工艺-2-氧漂工艺-2-氧漂工艺简称工艺一涤纶织物经过前处理去除油剂和灰尘.染液配制:分散红R-191%(owf),硫酸铵2g/L,匀染剂NNO1g/L,渗透剂JFC1g/L,光稳定剂X%(owf)浴比1∶25.工艺流程:还原清洗:取2g/L氢氧化钠、2g/L保险粉混合溶液于70℃下清洗20min.1.4乳液平均粒径及变化乳液粒径:用系列生物显微镜观察乳液形貌,激光纳米粒度分析仪测试乳液平均粒径;紫外线透过率:用紫外光谱仪测试;日晒牢度:用日晒牢度测试机对涤纶织物进行日晒实验,日晒条件为中等有效湿度,最高温度为50℃,辐射量42W/m2结果与分析2.1亲水聚合反应值的测定选用非/非离子型乳化剂(Span80和Tween40),采用相转变温度法(PIT法)测定乳化剂亲水亲油平衡值(HLB值)更接近油相实际所需的HLB值.在PIT附近(通常低于PIT2~4℃)制备O/W型乳液,然后迅速冷却到储存温度,既保持了体系中液珠的直径最小,又确保了液珠的聚结速度很慢.2.2光稳定组织中的高品质丝绸纺织品的抗紫外和耐阳光性能2.2.1紫外线吸收剂对织物的抗紫外性能的影响不同紫外吸收剂[w(紫外吸收剂)=1%(owf)]的抗紫外效果如图1所示.图1显示,乳液中乳化剂、溶剂环己烷与分散红R-191上染织物对紫外线吸收影响甚小,突出了紫外吸收剂的抗紫外作用.从整个紫外线波段分析可知,二苯甲酮类的UV-531虽然在280~360nm内明显优于苯并三唑类紫外吸收剂,但吸收紫外线的波长范围相对窄许多;在360~400nm内紫外吸收效果则不及苯并三唑类紫外吸收剂,其紫外吸收强度随分子质量的增大而逐渐增强,UV-360分子质量较大,结构上有2个对称的邻位羟基,吸收紫外线波长范围较大,能力较强,整理在织物上抗紫外效果相对较好.不同用量下各紫外线吸收剂与染料同浴上染织物的耐晒牢度如表2所示.由表2可以看出,随着紫外线吸收剂用量的增加,4种紫外吸收剂△E均有明显的减小,耐晒牢度提高.其中,二苯甲酮类的UV-531耐晒牢度略逊于其他3种紫外吸收剂.而苯并三唑类中UV-360的日晒牢度较UV-328及UV-320均好,与其抗紫外效果趋势均一致.不同紫外吸收剂[w(紫外吸收剂)=1%]整理涤纶白布的抗紫外效果见图2.由图2可知,紫外吸收剂UV-531、UV-328、UV-320和UV-360在200~360nm内抗紫外效果无明显差异,在360~400nm内紫外透过率依次减小,抗紫外效果逐渐增强,与图1的效果基本一致.紫外吸收剂UV-531与分散红R-191同浴上染时,效果比其单独整理白布有明显提高.初步说明紫外吸收剂与染料同浴上染并不影响抗紫外作用及耐晒性,相反两者还有一定协同作用.2.2.2受阻胺自由基捕获剂受阻胺自由基捕获剂是近十多年发展起来的光稳定剂,它们几乎不吸收紫外线,但通过捕获自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等途径,发挥低用量,高效的功能,赋予聚合物高效稳定性.受阻胺自由基捕获剂在分解过氧化物的同时,自身转变成NO·,达到一举两得的稳定化目的.将这类光稳定剂[w(稳定剂)=1%]乳化后整理到涤纶织物上,考察其对织物抗紫外线耐日晒性能的影响,结果如图3所示.由图3可知,乳液中乳化剂与溶剂环己烷对紫外线吸收影响甚小,受阻胺自由基捕获剂单独与染料同浴上染涤纶时抗紫外效果也不明显.2.3单独整理工艺虽然受阻胺自由基捕获剂整理涤纶织物对改善抗紫外线耐日晒性能的作用不显著,但普遍认为它的光稳定作用可以进一步提高紫外线吸收剂的作用.将受阻胺自由基捕获剂UV-944[w(UV-944)=1%]和UV-770[w(UV-770)=1%]分别与不同紫外吸收剂[w(紫外吸收剂)=1%]复配后与染料同浴上染织物,抗紫外效果如图4、5所示.将图4中3和5及7和8两对曲线相比较可知,1%UV-944与1%UV-328复配整理涤纶的抗紫外效果优于1%UV-328单独整理;1%UV-944与1%UV-360复配整理涤纶的抗紫外效果优于1%UV-360单独整理,但提高的程度不够高.比较图5中4和6及7和8两对曲线也可以得出上述结论,其中曲线8较曲线7提高的程度比图4中稍高,初步说明UV-770与UV-360复配提高涤纶紫外透过率的抗紫外效果比UV-944与UV-360复配效果好.受阻胺自由基捕获剂与紫外吸收剂的协同作用表现为前者可以有效保护后者避免被光降解.UV-944、UV-770分别与不同的紫外吸收剂(UV-320、UV-360、UV-328、UV-531)复配后,与染料同浴上染涤纶,日晒牢度效果如表3所示.从表3可知,受阻胺自由基捕获剂UV-944、UV-770或无光稳定剂的乳液单独与染料同浴上染涤纶织物时,几乎无提高涤纶织物耐日晒牢度的作用,但当UV-944、UV-770和紫外线吸收剂UV-360复配后同浴上染织物时,耐日晒牢度均有提高,比与其他几种紫外吸收剂复配整理织物的耐日晒效果好.其中,UV-944与UV-360复配整理织物日晒前后的△E比UV-770与UV-360复配时稍小,这似乎又与其抗紫外效果有差异.可见日晒牢度评价不完全等同于抗紫外作用分析,日晒牢度不仅取决于紫外吸收剂本身吸收紫外线的能力,还与其自身耐光、热的稳定性等因素相关.受阻胺自由基捕获剂UV-944是一种用于塑料制品的聚合型高分子质量受阻胺类光稳定剂,具有不易挥发、耐迁移性好、耐光热稳定性佳等特征,适用于需要较高温度作业的场合.进行耐晒牢度效果实验时,UV-944较好地保护了UV-360避免被光降解,更好地发挥了两者的协同效应.2.4高效光稳定剂乳液与其他乳液的耐晒效果比较将UV-944[w(UV-944)=1%]与UV-360[w(UV-360)=1%]复配乳液、商品高耐晒增进剂UV-FASTP和FadexECS分别与分散红R-191同浴上染涤纶织物抗紫外效果如图6所示.从图6可知,UV-FASTP与FadexECS的抗紫外趋势相似,在280~350nm内均有较好的抗紫外作用而在350~400nm内则远不及UV-944与UV-360复配乳液,可见自制UV-944与UV-360复配乳液的高效性.对上述3种乳液与染料同浴上染涤纶织物进行耐日晒牢度效果比较,结果如表4所示.由表4可知,自制高效光稳定剂(UV-944与UV-360复配乳液)的耐晒牢度效果比原样和商品高耐晒增进剂好,进一步验证了UV-944与UV-360复配乳液改善涤纶抗紫外耐日晒作用的高效性.3高效光稳定剂乳液整理涤纶织物的制备工艺(1)Span80和Tween40乳化剂复配,其乳液受温度影响大.PIT法测定的乳化剂HLB值更接近油相实际所需的HLB值,在约52℃,m(Span80)∶m(Tween40)=1∶1φ(分散相)=10%,