由表1-1可知,稀土整理綢的UPF值較低,達不到織物防紫外線的最低標準(UPF=15),照射前后的白度也較納米Ti02整理綢和納米Ti02-稀土整理綢低,白度下降率高于后兩種整理綢。可見稀土對真絲綢的防紫外和防黃變作用較差。
經納米Ti02整理的真絲綢的UPF值達到40以上,具有良好的防紫外線能力。另外,納米Ti02整理綢經紫外線照射42小時后的白度值較稀土整理綢高,白度下降率也較低,可知納米Ti02整理綢的防紫外和防黃變能力較好。這是因為吸附在真絲綢上的金紅石型納米Ti02對紫外線UVA并IUVB都有很好的屏蔽效果,減少紫外線對真絲綢的光氧化作用,增強了真絲綢的防黃變能力,且納米TiO2吸收紫外線后不分解、不變色,仍保持較高的白度,具有較好的穩定性和持久性。
從表1-1還可發現,經納米Ti02與稀土復配物整理的真絲綢具有比納米Ti02整理綢更優異的防紫外和防黃變作用。復配物整理綢的UPF值達至U100以上,這是因為:(1)稀土元素的原子結構中存在未充滿的4f電子層,當其受到外來不同波長的光照射后,其4f電子層可選擇性的吸收和反射入射光,從而具有將紫外光轉變為可見光的功能;(2)稀土對纖維具有活化作用,使其結構松弛,可使織物的纖維表面空隙增大增多,使納米TiO2粒子能夠更好的進入纖維內部,而且稀土離子的水化離子半徑較小,通過分子運動和擴散作用易將納米Ti02粉體一起帶入真絲內部非晶區,促進Ti02的滲透,促使納米Ti02與真絲的結合和粘附。復配物整理的真絲綢還具有良好的白度,即使經紫外線照射42小時后,仍具有較高的白度,白度下降率僅為納米Ti02整理綢的1/2,具有優異的防黃變功能。這一方面是因為如上所述的兩點,稀土對納米Ti02的防紫外功能有很大的促進作用而減少紫外線對真絲的黃變影響,另一方面是因為在織物處理液中加入稀土元素能使纖維上有色物質活化,加速雜質的分解去除,并且稀土元素本身的最大吸收波長為580nm,具有對黃光進行選擇吸收的作用,故而稀土的加入可以提高織物的白度。
2.2 SEM分析
圖1-1為三種綢樣纖維放大3000倍的縱向表面掃描電鏡圖。從圖1-1可以看出,稀土整理綢的纖維縱向表面光滑平整,這可能是因為稀土易溶于水所致。另兩種整理綢的纖維表面出現不同深淺的縱向條紋,且附著了大量Ti02粉體,所以具有良好的防紫外和防黃變作用。用Photoshop7.0中的度量工具測量電鏡照片中納米Ti02粉體的直徑,參照放大倍數獲得顆粒的實際粒徑。通過計算,附著于纖維表面的TiO2粒徑大多在100nm左右,說明整理到織物上的粉體已經達到納米級。
a.稀土整理綢b.納米Ti02整理綢c.Ti02-稀土復配整理綢
圖1-1各整理綢纖維的縱向表面SEM圖(x3.Ok)
2.3各整理綢對紫外光的作用機理
圖1-2中的a、b和c三圖分別為真絲綢經稀土、納米Ti02和納米Ti02-稀土復配物整理后對光的透射譜、反射譜和吸收譜。下面就這三幅圖初步探討各整理綢對紫外光的作用機理。