紫外线技术在纺织印染行业中的应用

紫外线技术早应用于医疗临床、诱变育种、生物研究和微电子制造的光刻工艺及杀菌消毒等领域。20世纪90年代后期，紫外线照射技术在纺织印染行业中的研究与应用开始引起人们的重视并得以应用?。本文主要对紫外线处理胶辊、利用其荧光效应鉴别纤维织物或服装的纤维种类、纤维表面改性和固化处理几个方面作简要介绍。胶辊是纺纱工艺过程中的主要牵伸部件，其性能直接影响成纱质量。国内外丁腈胶辊表面处理一般都是二次酸处理。但酸处理的丁腈胶辊使用寿命不长，且随着使用时间的延长会使成纱条干逐渐恶化陀。早在20世纪70年代，国外就开发了用紫外线照射胶辊表面处理技术，国内许多单位也先后进行了实验，结果显示经紫外线照射后胶辊的弹性增加，表面更加光滑，同时抗绕花性得到改善。

　　紫外线照射胶辊的作用机理为：丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈共聚而成，在其大分子中只有双键和强极性的一CN，其键能小于2．7 x 105 J／tool，容易被光能激发催化发生化学反应。在波长为200—450 nm紫外线照射下，丁腈橡胶产生催化化学反应，化学键断开，从而使胶辊表面的橡胶分子重新分解交联，产生新的化合物，这种新的化合物一般被认为是原丁腈橡胶的同分异构体。也就是说，紫外线照射可以改变橡胶分子的空间网状结构和分子的排列顺序，增加大分子链的内能，从而胶辊弹性增加；另外橡胶大分子吸收光量子能量后运动加剧，分子间距离缩短，分子颗粒度变小，表现为胶辊表面手感光滑；同时胶辊中的极性基团和电解质配合剂分子更为靠近，增强了消除外来静电的能力，使胶辊在纺纱时的抗绕花性能得到显著改善，从而提高纺纱质量。

　　同时应该注意的是，紫外线照射的强度、照射时间、胶辊的硬度和直径等都直接影响处理效果的好坏，因此具体生产过程中应严格把握各影响因素。紫外线荧光效应的应用紫外线光量子具有较大的能量，当紫外线照射到很多物质上时使分子受激发而发射荧光，这种现象称为紫外线的荧光效应HJ。紫外线的荧光效应是一种光致发光。当紫外线照射某些物质时，这些物质有选择地吸收后，发射出不同波长和不同强度的可见光。物质表面所发射的荧光能反映该物质的特性，凭此可对该物质进行定性和定量分析。纺织纤维种类有很多鉴别方法，如感官鉴别法、燃烧法、显微镜观察法、溶解法、药品着色法、比重测定法以及红外光谱法等。在众多的鉴别法中，紫外线法有一个重要特点，它可直接鉴别织物或服装的纤维种类，而不需从中剪取小样和破坏它的外观。

　　紫外线也可用来检查纤维原料或织物有无霉菌b]。2本色异纤的检测和清除异纤的检测和清除是当前国内外关注的一个热点。有色异纤通过光电传感器作用，在清梳异纤清除机和络筒电子清纱器上已能基本清除。丙纶等本色异纤的检测和清除难度较大。近几年，在紫外光照射下，人工检测丙纶等合成纤维异纤已在生产上使用，可检查半制品棉条、粗纱、筒纱、经轴、布面中有无异纤混入M-，取得了一定的效果。

　　紫外线辐照可应用于各种高分子纤维材料的表面改性，以赋予材料吸湿、抗菌、消臭、抗静电和黏结性等性能。紫外线对纤维的作用只发生在其表面几十至数千埃深度范围内，因此不影响纤维的基本物理性能及力学特性nJ。紫外线的能量根据其波长的长短而有所差异，其能量大小与大多数有机物的化学结合能基本上属同一个范畴。当能量超过高分子化学结合能时，紫外线照射高分子纤维材料的分子链产生裂解，在有氧的大气条件下，大气中的氧分子变成臭氧、活性氧，高分子纤维材料被氧化，其表面生成羧基、醛基、羟基和羰基。经紫外线处理后的高分子纤维材料可引入丰富的极性基团，如一OH、一NH2等，从而提高高分子纤维材料的亲水性、吸湿性、抗静电性；引入消臭、抗菌物质，则可使高分子纤维材料具有消臭、抗菌性旧J。丁钟夏等¨1将涤纶纤维放在常温空气中，经紫外线照射后(照射距离40 into，照射时间10 min，照射能量3．4 J／era2)，并用脱乙酰度80％以上的壳聚糖溶液浸渍，结果表明涤纶纤维表面的抗静电性、润湿性、染色性和抗菌性都得到改善。由于壳聚糖在高分子纤维材料表面以离子键的形式结合，因此具有很好的耐久性。特别对热水的耐久性比未经紫外线照射处理的要高数十倍。

　　但过度的紫外线照射会使高分子材料表面的化学构造发生很大的变化，带来局部的界面破坏，损伤高分子原有的特性。好使用能量为1—500 J／不损伤高分子纤维材料特性程度的紫外线照射。