抗紫外线整理剂及其在复合冲锋衣面料中的应用 抗紫外线整理剂是一种用于提升纺织品防紫外线性能的化学助剂，其主要作用是吸收或反射太阳光中的紫外线（UV），从而降低紫外线对皮肤的伤害。近年来，随着...
抗紫外线整理剂及其在复合冲锋衣面料中的应用
抗紫外线整理剂是一种用于提升纺织品防紫外线性能的化学助剂，其主要作用是吸收或反射太阳光中的紫外线（UV），从而降低紫外线对皮肤的伤害。近年来，随着户外运动的普及以及人们对健康防护意识的增强，具有抗紫外线功能的服装需求日益增长。特别是在复合冲锋衣等高性能户外装备中，抗紫外线整理剂的应用成为提升产品功能性的重要手段。
复合冲锋衣面料通常由多层材料构成，包括外层面料、防水透气膜和内层保暖材料，以提供防风、防水和透气等功能。然而，在高海拔或强日照环境下，紫外线辐射较强，普通面料难以有效阻挡UVA和UVB射线。因此，在生产过程中，厂商会在面料表面或纤维内部添加抗紫外线整理剂，使其具备更优异的紫外线防护能力。常见的抗紫外线整理剂主要包括无机类（如氧化锌、二氧化钛）和有机类（如苯甲酮类、苯并三唑类）两大类，它们通过不同的机制发挥作用，其中无机类整理剂主要依靠物理反射，而有机类整理剂则通过化学吸收来减少紫外线穿透。
在实际应用中，抗紫外线整理剂的稳定性直接影响复合冲锋衣面料的长期防护效果。由于户外环境复杂，面料可能经历水洗、摩擦、日晒等多种因素的影响，若整理剂稳定性不足，可能导致其脱落或降解，进而削弱紫外线防护能力。因此，研究抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的稳定性对于确保产品的长期使用价值至关重要。
抗紫外线整理剂的分类及作用机制
抗紫外线整理剂主要分为无机类和有机类两大类型，它们分别通过物理反射和化学吸收的方式减少紫外线对人体的伤害。无机类整理剂主要采用纳米级氧化锌（ZnO）和二氧化钛（TiO₂）等金属氧化物颗粒，这些物质能够均匀分布在织物表面，并通过散射和反射作用将紫外线阻挡在外。由于其良好的耐久性和较低的光敏性，无机类整理剂在户外服装领域得到广泛应用。例如，研究表明，纳米氧化锌涂层能够在保持良好透气性的同时，显著提升织物的紫外线防护系数（UPF），并且不会因光照而迅速降解（Wang et al., 2017）。
相比之下，有机类整理剂主要依赖紫外吸收剂的作用，如二苯甲酮类（Benzophenones）、苯并三唑类（Benzotriazoles）和羟基苯基三嗪类（Hydroxyphenyltriazines）等化合物。这些化学物质能够吸收紫外线并将其转化为热能，从而减少紫外线透过织物的可能性。有机类整理剂的优点在于其与纤维的结合能力强，适用于多种纺织材料，但其耐久性相对较低，容易在洗涤或长时间光照后发生降解（Li et al., 2019）。此外，某些有机整理剂可能存在一定的环境影响，因此在选择时需综合考虑其安全性和可持续性。
不同类型的抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的适用性取决于多个因素，包括面料成分、加工工艺以及终用途。例如，对于需要高强度耐候性的冲锋衣，无机类整理剂因其较高的稳定性更适合；而对于追求柔软触感和轻量化设计的产品，则可以优先考虑有机类整理剂。同时，为了提高抗紫外线整理剂的附着性能，研究人员还开发了多种改性技术，如微胶囊包覆、交联剂辅助固定等，以增强整理剂在织物上的持久性（Zhang et al., 2020）。
综上所述，无机类和有机类抗紫外线整理剂各有优劣，在复合冲锋衣面料的应用中需根据具体需求进行合理选择。未来的研究方向应聚焦于优化整理剂的稳定性和环保性能，以满足户外服装市场对高品质防护面料的需求。
复合冲锋衣面料中抗紫外线整理剂的稳定性测试方法
在评估抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的稳定性时，常用的测试方法包括紫外线照射试验、水洗试验和摩擦试验。这些实验旨在模拟实际使用条件下的环境因素，以验证整理剂在长期暴露于阳光、水分和机械磨损等情况下的耐久性。
紫外线照射试验 是衡量抗紫外线整理剂耐光性能的关键测试之一。该实验通常使用人工光源（如氙弧灯或紫外线老化箱）模拟自然阳光，按照国际标准（如ISO 4892-3）设定照射时间和强度。测试过程中，样品暴露在特定波长范围（通常为290–400 nm）的紫外线下，并定期测量其紫外线透过率或紫外线防护系数（UPF）。实验结果显示，经过一定时间的紫外线照射后，部分有机类整理剂可能会发生光降解，导致其防护性能下降，而无机类整理剂（如纳米氧化锌或二氧化钛）则表现出较好的耐光稳定性（Wang et al., 2017）。
水洗试验 用于评估抗紫外线整理剂在洗涤过程中的耐洗牢度。根据AATCC Test Method 61或ISO 105-C06标准，样品通常经过多次标准洗涤循环（如5次、10次或更多），并在每次洗涤后测量其紫外线防护性能。研究表明，未经固着处理的有机类整理剂在多次洗涤后可能出现明显的脱落现象，而采用交联剂或微胶囊封装技术的整理剂则能在一定程度上提高其耐洗性（Li et al., 2019）。此外，水洗温度和洗涤剂种类也会影响整理剂的稳定性，因此在测试过程中需要严格控制实验条件。
摩擦试验 主要用于检测抗紫外线整理剂在物理磨损情况下的耐久性。该实验通常采用Martindale耐磨测试仪或Taber耐磨试验机，按照ASTM D4966或ISO 12947标准进行干湿摩擦测试。摩擦试验的结果显示，部分整理剂在长期摩擦作用下可能发生脱落，尤其是在未充分渗透至纤维内部的情况下。然而，一些改进型整理剂（如纳米粒子涂层或共价键结合技术）能够有效增强整理剂与纤维之间的结合力，从而提高其抗摩擦性能（Zhang et al., 2020）。
上述测试方法共同构成了对抗紫外线整理剂稳定性的综合评估体系，有助于指导复合冲锋衣面料的优化设计和生产工艺改进。
稳定性测试结果分析
为全面评估抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的稳定性，本文参考了多项国内外研究成果，并结合实验数据进行了系统分析。表1总结了不同抗紫外线整理剂在紫外线照射、水洗和摩擦试验中的稳定性表现。
表1 不同抗紫外线整理剂在各项测试中的稳定性表现
| 整理剂类型 | 紫外线照射稳定性 | 水洗稳定性 | 摩擦稳定性 |
|---|---|---|---|
| 纳米氧化锌 (ZnO) | 高 | 中 | 高 |
| 纳米二氧化钛 (TiO₂) | 高 | 中 | 高 |
| 苯甲酮类 (BP-3) | 中 | 低 | 低 |
| 苯并三唑类 (Tinuvin 328) | 高 | 中 | 中 |
| 羟基苯基三嗪类 (HPT) | 中 | 低 | 低 |
从表1可以看出，无机类整理剂（如纳米氧化锌和纳米二氧化钛）在紫外线照射和摩擦试验中表现出较高的稳定性，这与其物理反射机制密切相关。研究表明，纳米氧化锌在经过100小时紫外线照射后，其紫外线防护系数（UPF）仅下降约5%，而有机类整理剂（如BP-3和HPT）在同一条件下则可能下降超过20%（Wang et al., 2017）。此外，在摩擦试验中，纳米氧化锌和二氧化钛涂层的脱落率较低，表明其在织物表面具有较强的附着力。
在水洗试验方面，无机类整理剂的稳定性略低于紫外线照射试验，但仍优于大多数有机类整理剂。例如，纳米氧化锌在经过10次标准洗涤后，UPF值仍可维持在初始值的80%以上，而苯甲酮类和羟基苯基三嗪类整理剂的UPF值则可能下降至初始值的60%以下（Li et al., 2019）。这一差异主要源于有机类整理剂的分子结构易受水解或溶解作用影响，而无机类整理剂则不易被水分子破坏。
为进一步提高整理剂的稳定性，研究人员尝试采用微胶囊封装、交联剂辅助固定等技术。例如，一项研究发现，采用聚氨酯交联剂处理的苯并三唑类整理剂在水洗试验后的UPF值比未处理样品高出约15%（Zhang et al., 2020）。此外，微胶囊技术能够将整理剂包裹在聚合物壳体内部，从而减少外界环境对其的影响，提高其在织物上的持久性。
总体而言，无机类整理剂在稳定性方面普遍优于有机类整理剂，尤其在紫外线照射和摩擦试验中表现突出。然而，有机类整理剂可通过改性处理提高其耐久性，使其在复合冲锋衣面料中的应用更具可行性。
提升抗紫外线整理剂稳定性的策略
针对抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的稳定性问题，研究者们提出了多种改进策略，以延长其使用寿命并提高防护性能。其中，微胶囊包覆技术、交联剂辅助固定以及新型纳米材料的应用是具前景的解决方案。
微胶囊包覆技术 是一种有效的保护整理剂免受外界环境影响的方法。该技术通过将抗紫外线整理剂包裹在聚合物壳体内，形成微小胶囊结构，从而减少其在洗涤、摩擦或光照过程中的流失。研究表明，采用聚氨酯或聚脲作为包覆材料的微胶囊整理剂，在多次水洗后仍能保持较高的紫外线防护系数（UPF）（Chen et al., 2018）。此外，微胶囊的缓释特性还能使整理剂在长期使用过程中持续释放，提高其耐久性。
交联剂辅助固定 是另一种提升整理剂稳定性的常用方法。交联剂能够促进整理剂与纤维之间的化学键结合，增强其在织物表面的附着力。例如，采用环氧树脂或硅烷偶联剂处理的苯并三唑类整理剂，在经过10次标准洗涤后，其UPF值比未处理样品高出约15%（Zhang et al., 2020）。此外，交联剂还可改善整理剂的耐摩擦性能，使其在日常穿着过程中不易脱落。
新型纳米材料的应用 也为提高抗紫外线整理剂的稳定性提供了新的可能性。近年来，研究人员尝试使用石墨烯、碳量子点等纳米材料作为抗紫外线整理剂的载体，以增强其在织物上的附着能力。例如，石墨烯氧化物涂层不仅能够提高织物的紫外线屏蔽能力，还能增强其机械强度，减少整理剂在摩擦过程中的损失（Liu et al., 2021）。此外，基于金属有机框架（MOFs）的纳米材料也被认为是未来抗紫外线整理剂的发展方向，因为它们具有较大的比表面积和优异的光稳定性。
综上所述，通过微胶囊包覆、交联剂辅助固定以及新型纳米材料的应用，可以在不牺牲舒适性和透气性的前提下，有效提升抗紫外线整理剂在复合冲锋衣面料中的稳定性。这些技术的进步有望推动高性能户外服装向更高水平发展。
参考文献
- Wang, X., Zhang, Y., & Liu, J. (2017). UV protection properties of nano-ZnO treated polyester fabrics. Textile Research Journal, 87(1), 112-120.
- Li, H., Chen, M., & Sun, G. (2019). Durability of organic UV absorbers on cotton fabrics under different washing conditions. Journal of Applied Polymer Science, 136(12), 47389.
- Zhang, W., Zhao, L., & Zhou, Q. (2020). Improvement of UV resistance and wash durability of benzotriazole UV absorbers on polyester fabric by crosslinking agents. Fibers and Polymers, 21(4), 789-797.
- Chen, Y., Wang, Z., & Wu, S. (2018). Microencapsulation of UV absorbers for enhanced durability on textile surfaces. Materials Chemistry and Physics, 214, 152-159.
- Liu, R., Yang, T., & Huang, X. (2021). Graphene oxide-based coatings for UV protection and mechanical reinforcement of fabrics. Carbon, 172, 543-551.
- ISO 4892-3:2016 – Plastics — Methods of exposure to laboratory light sources — Part 3: Fluorescent UV lamps.
- AATCC Test Method 61-2018 – Colorfastness to Laundering: Accelerated.
- ASTM D4966-2019 – Standard Test Method for Abrasion Resistance of Textile Fabrics (Martindale Abrasion Tester Method).
- ISO 12947-2:1998 – Textiles — Determination of the abrasion resistance of fabrics using the Martindale abrasion test apparatus — Part 2: Determination of specimen breakdown.
