天然植物在织物抗紫外整理中的应用研究文献综述
2020-06-06 09:52:19
进入21世纪以来,生活质量的改善,我们对服装的要求已经不仅仅是用于遮身蔽体那么简单,不仅有款式的多样性,更是有织物面料的特异化性能,各种特种面料的出现,林林种种的服用性能满足人们的需要。[1]
紫外线作为太阳光的一部分,是人类生活环境必不可少的组成。
近年来,随着碳氟系溶剂和氟利昂的大量使用,使得大气臭氧遭到日益严重的破坏,地球上的紫外线辐射不断增加。研究表明,臭氧层破坏1%,到达地球表面的紫外线增加2%,皮肤癌发病率增加4%,人的免疫能力下降。而紫外线带给人类双重作用,一方面紫外线照射是有益的,它能促进维生素D的合成从而促进钙、磷在体内的吸收帮助骨骼生长发育,并且具有杀菌消炎作用;另一方面紫外线UVA穿透力最强,可达真皮层使皮肤晒黑,对皮肤的伤害性最大,但也是对它最容易忽视的,特别在非夏季时UVA强度虽然较弱,但仍然存在,会因为长时间累积的量,人体皮肤会失去抵御能力,易发生灼伤,出现红斑或水泡,过量的紫外照射还会诱发皮肤病,甚至会导致皮肤癌、白内障,抑制人体免疫系统。UVC (100 nm~ 280 nm)因大部分被大气阻滞, 所以对人体伤害较小;UVB(280 nm~ 320 nm)则是引起皮肤晒伤出现红斑的主要因素。也因此,服装具有良好的紫外线功能也越来越被人们所重视,购买需求也越来越大。[3]
目前,市面上存在的抗紫外整理剂可分为有机和无机整理剂两种。
有机类紫外线屏蔽剂,又称紫外线吸收剂,顾名思义这类物质能吸收紫外线,并将其转换为低能量的热能或波长较短的电磁波,从而达到防紫外线辐射的目的。目前较为理想的紫外线吸收剂/光稳定剂多为复配型的,特别是以水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类复配,可取得比任何单独紫外线吸收剂更为理性的效果。[8]纺织品上应用的有机类抗紫外线吸收剂主要有水杨酸酯类化合物、金属离子螯合物、二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、反应型紫外线吸收剂等。
无机类紫外线屏蔽剂,又被称作紫外线反射剂,主要通过对入射紫外线反射或折射,而达到防紫外线的目的。它们没有光能的转化作用,只是利用陶瓷粉或金属氧化物等细粉或超细粉与纤维或织物结合,增加织物表面对紫外线的反射和散射作用,进而防止紫外线透过织物。[9]
这两类整理剂各有其特点,如将这两类物质混合后处理织物,使它们对紫外线既具有反射和散射作用又具有吸收作用,从而极大的降低紫外线的透过率,获得高质量的抗紫外线辐射纺织品。
然而可以想象无论是紫外线吸收剂还是反射剂,其生产过程复杂繁琐,对环境污染破坏严重,得不偿失,更是不符合我们如今提倡的绿色化学化工的理念,且经抗紫外线整理剂整理后的织物其吸水性效果会受到一定程度影响,耐久性,耐水洗和光稳定性的效果也参差不齐,并不能满足人们日常的抗紫外线需求,我们需要创新研究抗紫外整理的其他方面,改进这些问题,改善人们生活质量,保护人们减少紫外线的伤害。[10-15]
与化学整理剂相比,天然植物整理织物的优势还是比较明显的。其获取简单便捷,一般经水处理或者加入萃取剂提取所需的物质,绿色环保,经处理后的织物在改变特性的同时,对人体皮肤并不会造成伤害,不会危害人体健康。[18]
在自然界中, 黄酮类化合物是大多数植物体自身存在的一类最主要的抗紫外化合物, 它能够有效吸收紫外线, 使植物体器官组织, 尤其是光合作用组织免受或少受辐射损害。黄酮类化合物在紫外区有两个特征吸收带, 带I(300 nm ~ 400 nm)和带II(220 nm ~ 280 nm)。[19]在1982年, Ebel和Hahlbrock就已提出, 黄酮类化合物的这种吸收紫外线的性能可用于防治紫外线对生物体的危害。黄酮类化合物这一性能与其特殊结构有着密切关系。一般的黄酮基本共轭结构(母核)的共振式, 如果以1 位氧原子和4位羰基划一条直线, 可将其结构分为A、B两部分, A部分可看作是苯甲酰基(benzoyl)的衍生物, B部分可看做是桂皮酰基(cinnamoyl)的衍生物。这就组成了黄酮类化合物特有的交叉共轭体系, 使黄酮类化合物在近紫外区具有两个特征吸收带。[22]
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