防紫外线方法、原理及应用

　　春、夏阳光中紫外线的含量Z高，很多时候紫外线辐射强度会突破四级。纬度越低的地区紫外线越强，海拔较高和空气清澈的山地，紫外线的强度也很大。

　　紫外线对人的危害很大，主要表现为对皮肤的伤害，轻者会使皮肤灼伤，晒后皮肤显得干燥、粗糙、易生皱纹，显得衰老，严重时还可能诱发皮肤癌。此外，紫外线对眼睛的伤害也很严重，特别是对老年人，会明显增加患白内障的机会。如何防紫外线呢?

紫外线等级

　　炎炎夏日，烈日当空，紫外线对人体健康(主要是皮肤)的影响，越来越受到关注。气象部门也适时做出紫外线指数预报，以供人们出行时采取防御措施，避免和减轻紫外线对皮肤的伤害。

　　紫外线指数值一般从0开始，一直到15为止，预报等级划分为五级。具体如下：

　　指数值0～2，一般为阴或雨天，此时紫外线强度Z弱，预报等级为一级;

　　指数值3～4，一般为多云天气，此时紫外线强度较弱.预报等级为二级;

　　指数值5～6，一般为少云天气，此时紫外线强度较强，预报等级为三级;

　　指数值7～9，一般为晴天无云，此时紫外线强度很强，预报等级为四级;

　　指数值≥10，多为夏季晴日，紫外线强度特别强，预报等级为五级。

　　当紫外线等级为三级或三级以上时，就要采取适宜的防晒措施，如戴墨镜、打遮阳伞(Z好是有防紫外线功能的伞)、涂防晒油等，防止皮肤受到大的伤害。

紫外线对人体皮肤的影响

　　根据波长的不同，人们将紫外线命名为长波紫外线UVA、中波紫外线UVB和短波紫外线UVC三种。随着波长的增加，紫外线的穿透能力越来越强。

　　UVA的波长在320nm～400nm，其能穿透臭氧层，到达地面的辐射量可达95%以上，会对人体的皮肤造成损伤，使其过早衰老。

　　UVB的波长在280nm～320nm，其大部分被臭氧层吸收，只有不足2%的UVB到达了地面，其作用是UVA的1000倍，过量暴晒可引起皮肤癌、白内障等疾病。

　　UVC的波长在100nm～280nm，绝大多数已被臭氧层吸收，达到地面的几乎为零，其很难到达地面，因此对人体没有影响。

　　1、UVA对人体皮肤的影响

　　UVA的穿透力非常强，能穿透玻璃、水等介质。日常生活中人们所接触到的紫外线大多数是UVA，UVA是三种紫外线中对皮肤损伤Z严重的。

　　2006年，南京医科大学的王小勇对UVA辐射时对真pi成纤维细胞在皮肤光老化中的作用机理进行了研究，充分证实了UVA对皮肤真pi层的损伤。

　　2013年，浙江大学的王刘祥探究了UVA辐射对人皮肤成纤维细胞的过氧化损伤，通过实验验证了UVA可以YZ人皮肤成纤维细胞增殖，间接地损害了人体皮肤。

　　同时，相关研究表明，皮肤在UVA的辐射下会产生酪氨酸酶，其可以阻碍皮肤受到伤害，从而出现黑色素，这就是皮肤容易被晒黑的主要原因。UVA又被称为人体老化射线，因为它会造成长期、缓慢且持久的损伤，使皮肤过早衰老。

　　2、UVB对人体皮肤的影响

　　UVB主要影响的是皮肤的表层，能够氧化皮肤的脂质层，导致皮肤表层细胞发生变性，促使各种皮肤类疾病席卷而来。若晒伤程度较轻，只会使皮肤红肿、疼痛，若晒伤程度较严重，会使皮肤癌变，难以治愈，还会产生难以消除的太阳斑。

　　3、人体对紫外线的防卫

　　紫外线是一把双刃剑，少量的紫外线射入人体，可以促进局部血液循环、伤口愈合、消毒等。过量的紫外线不但可以使皮肤表层产生黑色素并沉积，而且难以去除的晒斑也会使人十分痛苦。同时，经常暴露在紫外线下的皮肤容易过早衰老，严重者会导致皮肤癌。除此之外，紫外线对眼睛和毛发都是有损伤的。

防紫外线方法

　　1、一天之中，紫外线Z强的时段是上午10点至下午2点。所以，在晴朗的夏日，这个时段应尽量减少外出。

　　2、夏日中午紫外线强烈时外出，Z好打遮阳伞或戴上宽边遮阳帽(帽檐7厘米长的帽子)，遮阳帽能遮挡50%的阳光，遮阳伞能遮挡90%的阳光。夏日外出Z好穿长袖衫(红色和浅颜色效果Z好)，尽量减少皮肤的裸露。

　　3、阳光特别强烈时，外出应该戴上太阳镜。如果镜片颜色过深，人的瞳孔就会放大，紫外线反而容易射入。除了镜片颜色外，太阳镜的形状也很重要。为遮阳反射阳光，Z好选择适合自己脸型的太阳镜。

　　4、光线强烈时外出或游泳等，应搽防晒霜。选择防晒用品要考虑皮肤性质和生活环境。防晒系数高的防晒用品防晒效果虽好，但给皮肤的负担也多。防晒霜分吸收剂型和散射剂型，前者能吸收紫外线能量并将其转化成热量释放出来，后者能使紫外线在皮肤表面散射开来。儿童Z好选择散射剂型，即物理防晒，以防引起过敏性皮炎。

　　5、注意饮食结构的调整。皮肤被灼伤后，皮肤细胞内的活性氧(可影响细胞繁殖，是促进基层氧化、引起变异和致癌的导火线)将会增多。可YZ活性氧有抗氧化作用的物质有维生素C和维生素E等，所以，多进食含微量元素、维生素C、E、A及B族维生素丰富的黄绿色新鲜蔬菜、水果、大豆类食品及杂粮等;还要多饮水，特别是经常喝些绿茶、红茶(有抗氧化作用)对健康更有益。

　　6、游泳应少裸露皮肤。在海滩或游泳池边，应尽量利用遮阳伞等避免皮肤受阳光的直射。没有遮阳伞时可戴宽檐帽，利用干燥的浴巾遮身也可。

　　7、严重灼伤要及时ZL。强光灼伤皮肤是紫外线造成的“伤痕”，被严重灼伤后，皮肤会变得红、肿、热、痛，说明内部有炎性改变。程度较轻时冷却XY即可，若比较严重，皮肤出现水疱且疼痛不止，应及时请皮肤科医生诊断ZL。

　　此外，为了不使紫外线增多，每个公民都应增强环保意识，尽量不购买含氟里昂的冰箱等产品，加强对大气臭氧层的保护。

防紫外线辐射机理及防紫外线整理剂

　　1、防紫外线辐射机理

　　紫外线照射到织物上，一部分被吸收，一部分被反射，一部分透过织物。我们一般认为，紫外线透过率+反射率+吸收率=。

　　因此，为了防止人体皮肤受到紫外线的伤害，Z有效的办法就是增大织物对紫外线的反射率和吸收率，从而使紫外线少量或几乎不能射入到人体皮肤。

　　目前，纺织企业一般根据织物用途不同，对织物进行不同性能的整理。针对在日晒条件下工作的人群，织物对紫外线的吸收和反射量大小尤为重要。若是采用紫外线屏蔽剂对纤维、纱线或者织物进行整理，则几乎所有的紫外线均难以透过织物表面，从而达到了较好的防紫外线效果。

　　2、无机类紫外线反射剂介绍

　　无机类紫外线反射剂没有任何化学反应，不能将光能进行转化，只是利用陶瓷粉、金属氧化物等细粉或超细粉与纤维、纱线或织物结合，增加织物表面对紫外线的反射和折射作用，从而达到防紫外线的目的。

　　目前，纺织企业使用的主要无机类紫外线反射剂有高岭土、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、氧化锌和二氧化钛等。其对身体无副作用及伤害性，且反射及散射紫外线效果好。一般情况下，反射剂的粒径越细，效果越好。

　　3、有机类紫外线吸收剂介绍

　　紫外线吸收剂能够有效吸收紫外线的原因是其具有共轨π电子体系及能够进行氢移动的结构。紫外线吸收剂可以将光能转变成活性异构体，之后以光和热的形式释放这些能量，使之恢复为原本分子结构。

　　有机类紫外线吸收剂自身可以吸收280nm～400nm波长的紫外线，使自身由基态变为激发态，并把高能量向低能量的热能或波长较长的电磁波转换，因此，紫外线吸收剂可以消除紫外线给人体和织物带来的伤害。

　　目前，纺织企业常用的紫外线吸收剂有:CIBAFAST PEX(苯并三唑衍生物)、HERST HTUV-200(杂环化合物)、JLSUN防紫外线整理剂SCJ-966(苯并三唑衍生物)、JLSUN防紫外线整理剂UV-120(苯并三氮唑)、YIMANANO PL-LF(特殊纳米材料分散液)等。

防紫外线纺织品

　　一、纺织品抗紫外线的原理

　　光线与物质的作用有透射、反射和吸收3种，反射和吸收光线的功能总称为“遮蔽功能”。穿着合适的服装，夏季在室外行走打阳伞等，都是人们增加遮蔽作用，减少紫外线辐射的手段，但普通纺织品防紫外线的能力与其纤维材料、织物的厚度、紧密度、质量、颜色等因素有关。

　　研究表明：在常用的纺织纤维材料中，粘胶织物、棉织物的抗紫外线能力较差，而涤纶织物和羊毛织物的抗紫外线能力较好;未经防紫外线加工的织物，其厚度越厚，织物密度越大、织物的色泽越深，抗紫外线的能力越大。在纤维、纱线和织物中添加了紫外线遮蔽剂而制成的防紫外线纺织品，对紫外线的防护能力显著提高，其紫外线遮蔽率一般可达90%以上，有的甚至在99%以上。

　　防紫外线纺织品的作用机理有两种：吸收作用和反射作用，相应地紫外线遮蔽剂有吸收剂和反射剂(或称散射剂)两类。吸收剂和反射剂可单独使用，也可两者混用。

　　紫外线反射剂主要是利用无机微粒的反射和散射作用，可起到防紫外线透过的效应。

　　紫外线吸收剂，主要利用有机物质吸收紫外光，并进行能量转换，以热能形式或无害低辐射将能量释放或消耗。

　　用适当方法加工的防紫外线纺织品，无论是什么纤维材料，都可达到良好的防紫外线效果，而且织物的厚度、色泽等因素对紫外线性能的影响也不再重要。

　　二、防紫外线的方法

　　1、紫外线屏蔽剂

　　紫外线吸收剂，无机紫外线屏蔽剂。

　　2、防紫外线纤维

　　抗紫外线纤维是指本身具有抗紫外线破坏能力的纤维或含有抗紫外线添加剂的纤维。

　　①天然抗紫外线纤维

　　腈纶为优良的抗紫外线纤维，此外，da麻纤维、竹纤维本身也有优良的防紫外性能。

　　②纤维的防紫外加工

　　不同的纤维应采用不用的加工方法：锦纶抗紫外线的能力较差，在制造锦纶的聚合物中加入少量的添加剂(如锰盐和次磷酸、硼酸锰、硅酸铝及锰盐2铈盐混合物等)，即能制得抗紫外线锦纶。抗紫外线涤纶是采用在聚酯中掺入陶瓷紫外线遮挡剂的方法制成。对棉纤维而言，可采用浸渍有机系(如水杨酸系、二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系等)紫外线的吸收剂来制作。

　　一般来说，在纺丝时掺入紫外线屏蔽剂(有机或无机物)，用共混纺丝、芯鞘纺丝等方法纺丝。这种纤维织成的织物在风格、耐洗方面都比后整理法好。

　　3、织物后整理

　　防紫外线织物开发伊始，就是采用这种方法，可在原设备上进行，易于实现。整理工艺可根据用途不同有所差别，如作为夏季服装面料，对柔软性、舒适性要求高，以采用吸尽法、印花法或浸压法为好;作为装饰、家用或产业用纺织品可选用涂层法。利用后整理方法仍存在耐洗性、耐候性问题，有待提高。

　　三、防紫外线纺织品开发思路

　　1、原料的选择

　　据国外有关资料介绍，织物紫外线屏蔽率达到90%左右，才能达到实用要求。所以，需要通过一定的工艺处理，改善织物对紫外线的吸收性能。

　　纺织纤维本身对紫外线有一定的吸收屏蔽作用，防紫外线纺织品的原料应shou选本身具有一定吸收屏蔽紫外线功能的纤维。由于纤维结构的差异，不同纤维对紫外线的屏蔽作用有较大差别。涤纶分子中含有苯环，羊毛、蚕丝等蛋白质纤维分子中含芳香族氨基酸，对紫外线有较强的吸收作用;棉、粘胶等纤维对紫外线吸收作用很弱。

　　竹纤维中所含叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，其抗紫外效果是棉的20倍。此外，竹纤维还具有吸湿性强、KJ性优良、染色性好，而且透气性能优良、手感细腻滑爽、有清凉感、光亮、耐磨、色泽艳丽、悬垂性好等性能。所以，一般选择服用性能优良具有一定吸收屏蔽紫外线功能的竹纤维为原料。

　　2、紫外线屏蔽剂的选择

　　①无机紫外线屏蔽剂的选择

　　无机紫外线屏蔽剂氧化锌反射波长240～380nm，屏蔽效果佳，且价格低廉、无毒。能与竹纤维中所含叶绿素铜钠吸收波长180～290nm起到互补的效果。

　　②有机紫外线屏蔽剂的选择

　　有机紫外线屏蔽剂有水杨酸脂类化合物、金属离子化合物、苯酮类以及苯并三唑类。水杨酸脂类熔点低、易升华且吸收波长分布于短波一侧，对于金属离子化合物而言，常作为螯合物使用，苯酮类价格偏高。

　　四、抗紫外线加工的方法

　　1、纺丝法

　　纺丝法是将重量为0.2%~6%的紫外吸收剂或紫外散射剂中加入到纺丝原液中，与高聚物一起共同纺丝，制成紫外屏蔽纤维。

　　2、后整理加工法

　　织物的抗紫外后整理是指选用紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂对织物进行整理加工，以增强织物对紫外线的屏蔽能力。归纳起来有以下几种方法。

　　染色同浴法加工;单独吸尽法加工;印花法;轧烘法加工;涂层法。

　　五、防紫外线织物的应用前景

　　面对越来越严重的环境问题，人们除了开始重视环境的保护外也更加注重对自身的防护，防紫外线纺织品同其它防护用品一样受到人们的关注。防紫外线纺织品的品种相当广泛。

　　现代的女士非常注重对自己皮肤的保养，惟恐皮肤被紫外线所伤害，所以夏季具有防紫外线功能的轻薄的女装面料市场前景看好。除了女装面料之外，其它诸如具备防紫外线功能的遮阳帽、长筒袜等也会是较好的卖点。

　　现代的男士对这种防护功能的纺织品同样有着潜在的需求，经过防紫外线加工的T恤、衬衣、长短裤等男用服装的市场前景也不可估量，运动服和休闲服是户外经常穿着的服装，如果生产加工成有防紫外线的运动服以及休闲服包括泳装、网球衫、高尔夫服、滑雪衫、T恤等，将会是市场的另一热点。

　　在户外进行作业所需要的工装，如野外作业服、渔业作业服、农业作业服等同样需要具有防紫外线的功能。防紫外线产品不仅局限于服装产品，其它诸如窗帘布、广告布、篷布等都对防紫外线有着较高的要求。所以，具有防紫外线功能的纺织产品的市场前景十分广阔。