[科普中国]-防紫外线纤维

防紫外线纤维是指对紫外线有较强的吸收和反射性能的纤维。不同纤维或纺织品的色彩对紫外线的透过率也不相同，从化纤角度考虑，短纤维优于长丝，细纤维比粗纤维好，扁平、异形纤维优于圆形纤维。

简述由于大量的氟利昂等含卤素的化合物滞留在地球上空，被紫外线分解形成活性氯，进而与臭氧发生连锁化学反应，使臭氧层遭到破坏，使短波紫外线有可能到达地面，影响人们的身体健康，对人类的生活以及生命造成各种危害。

防紫外线纤维是指对紫外线有较强的吸收和反射性能的纤维，其制备和加工原理通常是对纤维添加能屏蔽紫外线的物质，通过混合及处理，以提高纤维对紫外线的吸收和反射能力。用于构成织物的纤维类型，可能对织物UPF有影响。涤纶分子中含有苯环，羊毛、蚕丝等蛋白质纤维中含有芳香族氨基酸，对小于300 nm的紫外光有良好的吸收性。麻类纤维具有独特的果胶质斜偏孔结构，如苎麻纤维中间有沟状空腔、管壁多孔隙，使麻纤维不仅吸水好，而且对声波和光波有很好的消除作用，因而具有较强的防紫外功能。纤维本身固有的低紫外线透射率是其开发紫外线屏蔽纤维或织物的一个优势。1

种类(1)自身就具有防紫外线能力的纤维

腈纶是一种优良的防紫外线纤维，它的结构中的-CN基能吸收紫外线能量并转变成热能散失，所以传导到纤维中的能量很少，能起到防紫外线的作用。

(2)含有防紫外线添加剂的纤维

大多数合成纤维的防紫外线能力较差，在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加剂可纺丝制成防紫外线纤维。防紫外线添加剂有两种：

①无机防紫外线添加剂。能使紫外线散射的无机物质有二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙等。这些无机物具有较高的折射率，能使紫外线发生散射从而防止紫外线入侵皮肤，其中二氧化钛、氧化锌的紫外线透射率较低，被大多数防紫外线纤维所选用。

②有机防紫外线添加剂。凡能吸收波长为270～400nm紫外线的有机化合物，称为紫外线吸收剂。此类有机化合物的共同点是在结构上都含有-CN基，能形成稳定氢键，氢键整合环等过程中能吸收能量且转变成热能散失，所以传导到高聚物中的能量很少，起到了防紫外线的作用。紫外线吸收剂有水杨酸系、二苯甲酮系、苯并三唑系及氰基丙烯酸酯系等。2

制备方法用添加防紫外线添加剂制造防紫外线纤维有各种途径，可归纳为下列三种方法。

1．共聚法

共聚法是选择一种合适的紫外线吸收剂与成纤高聚物的单体一起共聚制得防紫外线共聚物，然后纺成防紫外线纤维。例如，用芳香族二羧酸(如TPA、PA等)和EG为原料，在原料中或二羧酸的乙二酯中添加质量分数为0.04%～10%可耐250℃的二苯甲酮类化合物(如4，4-二羟基二苯甲酮等)，用常规的直接酯化或酯交换后缩聚的方法制得防紫外线良好的线型聚酯，再通过常规的熔融纺丝法纺制成纤维。这种纤维具有良好的防紫外线性能，能有效吸收波长为280～340nm的紫外线。

2．共混法

共混法是将紫外线散射剂或紫外线吸收剂的粉体，在聚合物聚合时加入或直接共混纺丝，也可先制成防紫外线母粒再进行纺丝。如日本可乐丽公司生产的紫外线屏蔽纤维织物“ESMO”，是将粒径在0.1μm左右的ZnO微粉混在聚酯中，然后通过熔熔纺丝制成了防紫外线聚酯短纤维。

3．后处理法

后处理法是将紫外线吸收剂或紫外线散射剂单独或混合使用，用浸渍法、印花法附着在合成纤维材料上，制成防紫外线纤维。为提高防紫外线剂对水洗及干洗的耐久牢度，还采用了树脂微胶囊整理技术，在微胶囊的芯材中装入有机的紫外线吸收剂，能防止吸收剂的逸散。3

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学