紫外線技術在紡織印染行業(yè)中的應用

紫外線技術最早應用于醫(yī)療臨床、誘變育種、生物研究和微電子制造的光刻工藝及殺菌消毒等領域。20世紀90年代后期，紫外線照射技術在紡織印染行業(yè)中的研究與應用開始引起人們的重視并得以應用?。本文主要對紫外線處理膠輥、利用其熒光效應鑒別纖維織物或服裝的纖維種類、纖維表面改性和固化處理幾個方面作簡要介紹。膠輥是紡紗工藝過程中的主要牽伸部件，其性能直接影響成紗質量。國內外丁腈膠輥表面處理一般都是二次酸處理。但酸處理的丁腈膠輥使用壽命不長，且隨著使用時間的延長會使成紗條干逐漸惡化陀。早在20世紀70年代，國外就開發(fā)了用紫外線照射膠輥表面處理技術，國內許多單位也先后進行了實驗，結果顯示經紫外線照射后膠輥的彈性增加，表面更加光滑，同時抗繞花性得到改善。

　　紫外線照射膠輥的作用機理為：丁腈橡膠由丁二烯和丙烯腈共聚而成，在其大分子中只有雙鍵和強極性的一CN，其鍵能小于2．7 x 105 J／tool，容易被光能激發(fā)催化發(fā)生化學反應。在波長為200—450 nm紫外線照射下，丁腈橡膠產生催化化學反應，化學鍵斷開，從而使膠輥表面的橡膠分子重新分解交聯，產生新的化合物，這種新的化合物一般被認為是原丁腈橡膠的同分異構體。也就是說，紫外線照射可以改變橡膠分子的空間網狀結構和分子的排列順序，增加大分子鏈的內能，從而膠輥彈性增加；另外橡膠大分子吸收光量子能量后運動加劇，分子間距離縮短，分子顆粒度變小，表現為膠輥表面手感光滑；同時膠輥中的極性基團和電解質配合劑分子更為靠近，增強了消除外來靜電的能力，使膠輥在紡紗時的抗繞花性能得到顯著改善，從而提高紡紗質量。

　　同時應該注意的是，紫外線照射的強度、照射時間、膠輥的硬度和直徑等都直接影響處理效果的好壞，因此具體生產過程中應嚴格把握各影響因素。紫外線熒光效應的應用紫外線光量子具有較大的能量，當紫外線照射到很多物質上時使分子受激發(fā)而發(fā)射熒光，這種現象稱為紫外線的熒光效應HJ。紫外線的熒光效應是一種光致發(fā)光。當紫外線照射某些物質時，這些物質有選擇地吸收后，發(fā)射出不同波長和不同強度的可見光。物質表面所發(fā)射的熒光能反映該物質的特性，憑此可對該物質進行定性和定量分析。紡織纖維種類有很多鑒別方法，如感官鑒別法、燃燒法、顯微鏡觀察法、溶解法、藥品著色法、比重測定法以及紅外光譜法等。在眾多的鑒別法中，紫外線法有一個重要特點，它可直接鑒別織物或服裝的纖維種類，而不需從中剪取小樣和破壞它的外觀。

　　紫外線也可用來檢查纖維原料或織物有無霉菌b]。2本色異纖的檢測和清除異纖的檢測和清除是當前國內外關注的一個熱點。有色異纖通過光電傳感器作用，在清梳異纖清除機和絡筒電子清紗器上已能基本清除。丙綸等本色異纖的檢測和清除難度較大。近幾年，在紫外光照射下，人工檢測丙綸等合成纖維異纖已在生產上使用，可檢查半制品棉條、粗紗、筒紗、經軸、布面中有無異纖混入M-，取得了一定的效果。

　　紫外線輻照可應用于各種高分子纖維材料的表面改性，以賦予材料吸濕、抗菌、消臭、抗靜電和黏結性等性能。紫外線對纖維的作用只發(fā)生在其表面幾十至數千埃深度范圍內，因此不影響纖維的基本物理性能及力學特性nJ。紫外線的能量根據其波長的長短而有所差異，其能量大小與大多數有機物的化學結合能基本上屬同一個范疇。當能量超過高分子化學結合能時，紫外線照射高分子纖維材料的分子鏈產生裂解，在有氧的大氣條件下，大氣中的氧分子變成臭氧、活性氧，高分子纖維材料被氧化，其表面生成羧基、醛基、羥基和羰基。經紫外線處理后的高分子纖維材料可引入豐富的極性基團，如一OH、一NH2等，從而提高高分子纖維材料的親水性、吸濕性、抗靜電性；引入消臭、抗菌物質，則可使高分子纖維材料具有消臭、抗菌性舊J。丁鐘夏等¨1將滌綸纖維放在常溫空氣中，經紫外線照射后(照射距離40 into，照射時間10 min，照射能量3．4 J／era2)，并用脫乙酰度80％以上的殼聚糖溶液浸漬，結果表明滌綸纖維表面的抗靜電性、潤濕性、染色性和抗菌性都得到改善。由于殼聚糖在高分子纖維材料表面以離子鍵的形式結合，因此具有很好的耐久性。特別對熱水的耐久性比未經紫外線照射處理的要高數十倍。

　　但過度的紫外線照射會使高分子材料表面的化學構造發(fā)生很大的變化，帶來局部的界面破壞，損傷高分子原有的特性。最好使用能量為1—500 J／不損傷高分子纖維材料特性程度的紫外線照射。