高 艷，高 君，萬 明，王 瑄

(1.西安工程大學紡織與材料學院，西安 710048；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學院，寧波市先進紡織技術(shù)與服裝CAD重點實驗室，浙江寧波 315211)

紫外照射對滌綸織物性能的影響

高 艷1,2，高 君1，萬 明1，王 瑄2

(1.西安工程大學紡織與材料學院，西安 710048；2.浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學院，寧波市先進紡織技術(shù)與服裝CAD重點實驗室，浙江寧波 315211)

研究紫外照射對滌綸織物性能的影響，采用黃色滌綸平紋布為研究對象，紫外光燈管照射30d后，測試其分子量、力學性能及耐磨性的變化。試驗結(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；滌綸織物；性能測試

0 引 言

隨著健康意識的日益提高，人們對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、防電磁波、抗菌防螨等。近年來，有越來越多的研究人員關(guān)注紡織品受紫外線作用的情況。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者青睞，廣泛應用于帳篷、遮陽傘、夏季女裝、野外工作服、訓練服、運動服、窗簾織物等。因此，研究紫外照射對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滌綸性能的影響；段亞峰等[3]研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對滌綸長絲織物抗紫外線功能的影響。本文從織物角度，以黃色滌綸平紋織物為研究對象，對其在紫外照射過程中，分子量、力學性能、耐磨性的變化進行分析研究。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和材料

實驗儀器：UVB-340紫外光燈管。

實驗試樣：黃色滌綸平紋布，規(guī)格為47.5cm×72.5cm。

1.2 紫外線老化實驗

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，試驗箱上需安裝一個防護罩。實驗裝置具體安裝圖如圖1。

圖1 滌綸織物紫外照射試驗裝置原理

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

c) 試樣照射的時間依次為5、10、15、20、25、30d。

2 紫外線照射后滌綸織物的性能測試

2.1 分子量測試

準確稱取一定量干燥后的黃色滌綸紗線碎末，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(毛細管直徑為0.50mm)進行測試，在溫度為(25±0.5)℃的恒溫水槽中測定純?nèi)軇┖腿芤毫鹘?jīng)毛細管兩刻度線的時間。

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

ηγ=t/t0

ηsp=(t1-t0)/t0

式中，ηγ——相對粘度；

t0——純?nèi)軇┝鹘?jīng)毛細管兩刻度線的時間，s；

t——溶液流經(jīng)毛細管兩刻度線的時間，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，K值=2.1×10-4，α值=0.82。

2.2 力學性能測試

利用YG065N型電子織物強力測試儀，對織物進行力學性能測試[6]。每份樣本的拉伸強度試驗，經(jīng)向采用4塊試條，緯向采用4塊試條，各以其算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果。

2.3 耐磨性測試

采用YG(B)401D型全自動織物平磨儀對織物進行耐磨性測試[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上，啟動儀器進行實驗，試驗結(jié)束后記錄摩擦次數(shù)。每種試樣測試5次，求其算術(shù)平均值。

3 實驗結(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之一。滌綸織物分子量隨照射時間的變化，如圖2所示。

圖2 紫外光照射后織物分子量變化

紫外線對高聚物的破壞是通過光能起作用的，若高分子鏈吸收的能量大于鍵的離解能時，就會發(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。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[8]，從而導致分子量逐漸小幅增大；b) 由于試驗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關(guān)，滌綸自身分子量一直保持下降趨勢；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 力學性能分析

滌綸織物拉伸性能隨照射時間的變化，如圖3、圖4所示。

圖3 紫外光照射后織物斷裂強力變化

圖4 紫外光照射后織物斷裂伸長率變化

由圖3、圖4可知，經(jīng)30d紫外照射后，滌綸織物的力學性能發(fā)生變化：其經(jīng)向斷裂強力減小到原樣的68.2%，斷裂伸長率減小為原樣的77.5%，斷裂功減小為原樣的62.15%；其緯向斷裂強力減小為原樣的83.4%，斷裂伸長率減小為原樣的83.4%，斷裂功減小為原樣的70.9%。隨著輻照時間的增加，力學性能下降越大。但是，照射5d后，其緯向斷裂強力與斷裂伸長率均發(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，分析引起力學強度的下降的主要原因為滌綸分子量的下降，同時也伴隨著一定的滌綸分子量的上升，從而導致其緯向力學性能的上升。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)紫外線照射的滌綸織物，耐磨性能越來越差，紫外線照射30d后，耐磨次數(shù)只有原樣的67.3%。實驗結(jié)果表明紫外照射影響滌綸織物的耐磨性能。

4 結(jié) 論

紫外照射對滌綸織物的影響非常明顯，輻射效應使滌綸的分子量變化，從而導致織物力學性能發(fā)生變化(斷裂應力與斷裂伸長率大幅度下降)，織物耐磨性也變差。分子量小幅度增大的現(xiàn)象還需更進一步的試驗研究。因此，建議廣大消費者，在使用和穿著滌綸紡織品時要注意防止紫外線的侵襲。

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

[2] 王華印.PET纖維紫外光降解研究[J].廣西輕工業(yè)，2009，8：23-28.

[3] 段亞峰，潘葵，葉海娜，等.結(jié)構(gòu)參數(shù)對滌綸長絲織物抗紫外線功能的影響[J].紡織學報，2008，29(11)：52-56.

[4] 徐國平.ASTMG53-88:非金屬材料曝曬用光、水曝曬儀(螢光紫外-冷凝型)標準操作規(guī)程[J].塑料包裝，1996,6(3):6-11.

[5] 朱永群.粘度法側(cè)PET分子量[J].合成纖維，1988，17(1)：50-55.

[6] 趙書經(jīng).紡織材料實驗教程[M].北京:中國紡織出版社，1989：329-396.

[7] 范立紅，沈蘭萍.紡織品檢測試驗教程[M].西安:西安工程科技學院教科出版社，2002:34-40,59-64.

[8] 朱福海.高分子材料光降解和光穩(wěn)定[J].合成材料老化與應用,1999,9(1):24-27.

[9] 傅玲玲.高分子材料的光降解和光氧化過程[J].絕緣材料通訊，1984，17(3)：21-26.

[10] 胡行俊.高分子材料光氧老化[J].合成材料老化與應用，1987，16(4)：26-41.

[11] 唐人成.滌綸纖維和溶液中的分散染料的光降解[J].國外絲綢，1997,12(5):15-20.

[12] 章燕琴，許紅梅，祝賀，等.水溶液中活性染料的紫外光降解脫色[J].印染，2012,38(22):14-18.

(責任編輯：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)學院科研創(chuàng)新團隊項目(2012-T-002)；浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學院科研創(chuàng)新團隊重點項目(2012-2A-001)；寧波市自然基金項目(2011A610112)

高 艷(1989-)，女，陜西延安人，碩士研究生，研究方向為功能性紡織品的研究與開發(fā)。

萬明，電子郵箱：407129608@qq.com

TS156

A

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