紫外照射對(duì)滌綸織物性能的影響

高 艷，高 君，萬(wàn) 明，王 瑄

(1.西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，西安 710048；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧波市先進(jìn)紡織技術(shù)與服裝CAD重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江寧波 315211)

紫外照射對(duì)滌綸織物性能的影響

高 艷1,2，高 君1，萬(wàn) 明1，王 瑄2

(1.西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，西安 710048；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧波市先進(jìn)紡織技術(shù)與服裝CAD重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江寧波 315211)

研究紫外照射對(duì)滌綸織物性能的影響，采用黃色滌綸平紋布為研究對(duì)象，紫外光燈管照射30d后，測(cè)試其分子量、力學(xué)性能及耐磨性的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明：黃色滌綸織物紫外照射后分子量先降低后小幅增大，其力學(xué)性能下降，耐磨性能變差。紫外照射影響到了黃色滌綸織物的服用性能。

紫外線(xiàn)；滌綸織物；性能測(cè)試

0 引 言

隨著健康意識(shí)的日益提高，人們對(duì)紡織品的要求已不再局限于保暖、舒適等基本特性，還希望其具有保健、安全等特殊功能，如防紫外線(xiàn)、防電磁波、抗菌防螨等。近年來(lái)，有越來(lái)越多的研究人員關(guān)注紡織品受紫外線(xiàn)作用的情況。滌綸織物因其耐用、彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等性能深受消費(fèi)者青睞，廣泛應(yīng)用于帳篷、遮陽(yáng)傘、夏季女裝、野外工作服、訓(xùn)練服、運(yùn)動(dòng)服、窗簾織物等。因此，研究紫外照射對(duì)滌綸的影響就很有必要，王華印等[1-2]從纖維的角度研究了紫外照射對(duì)滌綸性能的影響；段亞峰等[3]研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滌綸長(zhǎng)絲織物抗紫外線(xiàn)功能的影響。本文從織物角度，以黃色滌綸平紋織物為研究對(duì)象，對(duì)其在紫外照射過(guò)程中，分子量、力學(xué)性能、耐磨性的變化進(jìn)行分析研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和材料

實(shí)驗(yàn)儀器：UVB-340紫外光燈管。

實(shí)驗(yàn)試樣：黃色滌綸平紋布，規(guī)格為47.5cm×72.5cm。

1.2 紫外線(xiàn)老化實(shí)驗(yàn)

a) 將紫外燈安裝好，使燈管垂直距離試樣50mm[4]，并要求四盞燈之間相隔15cm，試驗(yàn)箱上需安裝一個(gè)防護(hù)罩。實(shí)驗(yàn)裝置具體安裝圖如圖1。

圖1 滌綸織物紫外照射試驗(yàn)裝置原理

b) 在紫外燈上方50mm處等間距擺放6塊織物。接通電源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈光剛好照射到試樣表面。

c) 試樣照射的時(shí)間依次為5、10、15、20、25、30d。

2 紫外線(xiàn)照射后滌綸織物的性能測(cè)試

2.1 分子量測(cè)試

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量干燥后的黃色滌綸紗線(xiàn)碎末，加入1∶1(w/w)的苯酚-四氯乙烷溶劑中，配制為0.5g/100mL的滌綸溶液。

使用烏式粘度計(jì)(毛細(xì)管直徑為0.50mm)進(jìn)行測(cè)試，在溫度為(25±0.5)℃的恒溫水槽中測(cè)定純?nèi)軇┖腿芤毫鹘?jīng)毛細(xì)管兩刻度線(xiàn)的時(shí)間。

由下列各式及Mark-Houwink經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算滌綸的粘均分子量[5]：

ηγ=t/t0

ηsp=(t1-t0)/t0

式中，ηγ——相對(duì)粘度；

t0——純?nèi)軇┝鹘?jīng)毛細(xì)管兩刻度線(xiàn)的時(shí)間，s；

t——溶液流經(jīng)毛細(xì)管兩刻度線(xiàn)的時(shí)間，s；

ηsp——增比粘度；

C——滌綸溶液的濃度，g/mL;

[η]——特性粘度；

M——滌綸的粘均分子量；

參數(shù)K、α為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，滌綸在苯酚∶四氯乙烷=1∶1(w/w)為溶劑的體系中，溫度為25℃時(shí)，K值=2.1×10-4，α值=0.82。

2.2 力學(xué)性能測(cè)試

利用YG065N型電子織物強(qiáng)力測(cè)試儀，對(duì)織物進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試[6]。每份樣本的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，經(jīng)向采用4塊試條，緯向采用4塊試條，各以其算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

2.3 耐磨性測(cè)試

采用YG(B)401D型全自動(dòng)織物平磨儀對(duì)織物進(jìn)行耐磨性測(cè)試[7]。從每組織物上各剪5塊直徑5cm的布樣，然后將試樣固定在工作圓盤(pán)上，啟動(dòng)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后記錄摩擦次數(shù)。每種試樣測(cè)試5次，求其算術(shù)平均值。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 分子量分析

分子量的高低是反映高聚物紫外光降解程度最主要的指標(biāo)之一。滌綸織物分子量隨照射時(shí)間的變化，如圖2所示。

圖2 紫外光照射后織物分子量變化

紫外線(xiàn)對(duì)高聚物的破壞是通過(guò)光能起作用的，若高分子鏈吸收的能量大于鍵的離解能時(shí)，就會(huì)發(fā)生分子鏈斷裂，使分子量減小[8-10]。從圖2可以看出，經(jīng)紫外線(xiàn)照射5d后，黃色滌綸織物的分子量相比原樣明顯降低。但繼續(xù)照射，不再降低，反而呈逐漸小幅增大趨勢(shì)。這與上述論述不符，分析原因可能為：a) 紫外光照射使得其分子鏈先斷裂分子量降低，后發(fā)生一系列交聯(lián)反應(yīng)[8]，從而導(dǎo)致分子量逐漸小幅增大；b) 由于試驗(yàn)采用黃色色滌綸織物，因此，照射5d后分子量的小幅增大可能是由于織物上染料受紫外照射發(fā)生的變化而致[11]，與滌綸分子量的變化無(wú)關(guān)，滌綸自身分子量一直保持下降趨勢(shì)；c) 上述兩種原因的共同作用而致。分子量小幅度增大現(xiàn)象的原因，推測(cè)為織物與染料受紫外照射后共同作用所致，但尚不明確。

3.2 力學(xué)性能分析

滌綸織物拉伸性能隨照射時(shí)間的變化，如圖3、圖4所示。

圖3 紫外光照射后織物斷裂強(qiáng)力變化

圖4 紫外光照射后織物斷裂伸長(zhǎng)率變化

由圖3、圖4可知，經(jīng)30d紫外照射后，滌綸織物的力學(xué)性能發(fā)生變化：其經(jīng)向斷裂強(qiáng)力減小到原樣的68.2%，斷裂伸長(zhǎng)率減小為原樣的77.5%，斷裂功減小為原樣的62.15%；其緯向斷裂強(qiáng)力減小為原樣的83.4%，斷裂伸長(zhǎng)率減小為原樣的83.4%，斷裂功減小為原樣的70.9%。隨著輻照時(shí)間的增加，力學(xué)性能下降越大。但是，照射5d后，其緯向斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長(zhǎng)率均發(fā)生了上升，而后保持持續(xù)下降現(xiàn)象。

結(jié)合紫外照射后滌綸分子量變化，分析引起力學(xué)強(qiáng)度的下降的主要原因?yàn)闇炀]分子量的下降，同時(shí)也伴隨著一定的滌綸分子量的上升，從而導(dǎo)致其緯向力學(xué)性能的上升。由此，滌綸分子量下降后小幅增大的原因可能是織物與染料受紫外照射后的共同作用所致。

3.3 耐磨性能分析

滌綸織物耐磨性能隨照射時(shí)間的變化，如圖5所示。

圖5 紫外光照射后織物耐磨性能

由圖5可知，經(jīng)紫外線(xiàn)照射的滌綸織物，耐磨性能越來(lái)越差，紫外線(xiàn)照射30d后，耐磨次數(shù)只有原樣的67.3%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紫外照射影響滌綸織物的耐磨性能。

4 結(jié) 論

紫外照射對(duì)滌綸織物的影響非常明顯，輻射效應(yīng)使滌綸的分子量變化，從而導(dǎo)致織物力學(xué)性能發(fā)生變化(斷裂應(yīng)力與斷裂伸長(zhǎng)率大幅度下降)，織物耐磨性也變差。分子量小幅度增大的現(xiàn)象還需更進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。因此，建議廣大消費(fèi)者，在使用和穿著滌綸紡織品時(shí)要注意防止紫外線(xiàn)的侵襲。

[1] 王華印，胡國(guó)梁，周穎，等.紫外輻射對(duì)聚酯纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響[J].材料科學(xué)與工藝，2008，16(4)：582-588.

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[3] 段亞峰，潘葵，葉海娜，等.結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滌綸長(zhǎng)絲織物抗紫外線(xiàn)功能的影響[J].紡織學(xué)報(bào)，2008，29(11)：52-56.

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(責(zé)任編輯：許惠兒)

Effects of Ultraviolet Radiation on Properties of Polyester Fabrics

GAOYan1，2,GAOJun1,WANMing1,WANGXuan2

(1.Faculty of Textiles & Materials, Xi’an Polytechnic University1, Xi’an 710048, China;2.Ningbo Advanced Textile Technology & Fashion CAD Key Laboratory, Zhejiang Fashion Institute of Technology, Ningbo 315211, China)

This paper studies the influence of ultraviolet radiation on properties of polyester fabrics and tests the change of molecular weight, mechanical properties and abrasive resistance of yellow polyester plain cloth which is the research object after 30d of irradiation by ultraviolet tube. The test result shows that molecular weight of yellow polyester fabric first decreases and then increases slightly, its mechanical properties decline and abrasive resistance becomes worse after ultraviolet radiation. Ultraviolet radiation influences the wearability of yellow polyester fabrics.

ultraviolet light; polyester fabrics; performance test

2014-06-05

浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2012-T-002)；浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目(2012-2A-001)；寧波市自然基金項(xiàng)目(2011A610112)

高 艷(1989-)，女，陜西延安人，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ苄约徔椘返难芯颗c開(kāi)發(fā)。

萬(wàn)明，電子郵箱：407129608@qq.com

TS156

A

1009-265X(2014)06-0020-03