紫外线屏蔽剂的紫外线防护原理

无机类紫外线屏蔽剂也称为紫外线反射剂,主要通过对紫外线的反射和折射而达到防紫外线的目的,阻止物质对紫外线的吸收。

无机类紫外线屏蔽剂一般是陶瓷或金属氧化物等具有良好光反射或折射能力的材料,而且被加工成细粉或超细粉末与纤维织物相结合,增加织物表面对紫外线的反射和折射能力,防止紫外线透过织物损伤皮肤。这类粉末包括:高岭土、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、氧化锌、氧化亚铅等。这些无机组分与有机紫外线吸收剂相比,在耐光性、防紫外线和耐热性方面都有一定的优越性。但由于紫外线反射剂在用于高质量的屏蔽纤维或织物后整理时要求先制成纳米级的超细粒子,并要求降低粒子的表面活性,提高其在纤维中的分散性等,技术比较复杂。但是使用无机紫外线屏蔽剂会严重影响织物的透气性和手感,所以现在已经较少使用紫外线屏蔽剂。

紫外线吸收剂吸收紫外线的原理与染料吸收可见光的原理相似,都是由于分子内部的电子吸收光子而发生了能级的跃迁,电子在发生能级跃迁时,由于电子能级的量子化的原因,分子只能对特定的波长的光子进行吸收,于是就形成了分子的吸收光谱,如果这个光谱的波长正好处在紫外区域的话,那么这个物质就具有吸收紫外线的能力。

紫外线吸收剂的光吸收过程也就是其分子的电子从基态跃迁到较高能级的过程。当入射的光子能量正好等于吸收剂分子电子基态能级与某一激发态能级之差时,电子就从基态跃迁到这一激发态,同时吸收光子能量。分子这时就处于能量较高的激发态。由于分子中电子的能级是量子化的,所以电子并不能够吸收所有波长的光子,只能选择性的吸收特定波长的光子即能量等于该电子基态能级与某一激发态能级之差的光子。分子所吸收的光子的波长就组成了该紫外线吸收剂分子的吸收光谱。

紫外线吸收剂的作用原理是紫外线吸收剂吸收紫外线,在吸收紫外线后,紫外线吸收剂的分子结构发生异构变化,再以热能、磷光、荧光等形式释放能量。其本质是把紫外线转化为损伤能力较低的能量释放出来。

紫外线吸收剂可以使紫外线的能量转化为光、热等形式释放出来,在一定程度上是稳定的,但长时间、大剂量的紫外线照射会引起其分子的分解。因此,为提高整理效果的耐久性,可采用微胶囊技术,并将紫外线吸收剂装入微胶囊中,对织物进行后整理。

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