PVC涂层玻璃纤维编织物抗紫外性能研究

邱理征

沈阳鑫北篷布有限公司 110136

摘要

随着环境污染和紫外线强度的增加，人们对纺织品在户外环境中抵御紫外线的需求日益增长。因此，了解和提高PVC涂层玻璃纤维编织物的抗紫外性能，对于制造更耐用、长寿命的户外纺织品具有实际的应用价值。本文研究旨在研究防紫外整理剂对PVC涂层玻璃纤维编织物性能的影响。通过详细的材料和仪器清单，我们制定了配方、整理液，并使用红外光谱和紫外光谱对防紫外剂的结构和吸收性能进行了表征。透过表格呈现的测试结果清晰地展示了防紫外整理后的编织物在透气性能和抗紫外性能方面的变化。实验结果表明，经过防紫外整理后的PVC涂层玻璃纤维编织物具有明显的抗紫外性能提高，而透气性能的变化则受到不同紫外吸收剂质量含量的影响。这项实验为进一步研究防紫外材料提供了有益的数据和方法。

关键词

PVC涂层玻璃纤维；紫外吸收剂；防紫外性能

正文

1实验

1.1材料与仪器

表1材料清单

材料	供应商
水杨酸苯酯	未提供
2-（2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基）-5-氯代苯并三唑	未提供
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮	上海泰坦科技股份有限公司
PVC涂层的玻璃纤维编织物	浙江西大门新材料股份有限公司
黏合剂、增稠剂	传化集团有限公司
N,N-二甲基甲酰胺	国药集团化学试剂有限公司

表2仪器清单

仪器	制造商
P4型紫外-可见分光光度计	上海美谱达仪器有限公司
X-rite型电脑测色配色仪	上海理彩实业有限公司
R-3型焙烘机	台湾瑞比染色试机有限公司
FT-IR6600型傅里叶变换红外光谱仪	江苏天瑞仪器股份有限公司
GZX-9240MBE型电热鼓风干燥箱	上海博讯实业有限公司医疗设备厂
EL204型电子分析天平	瑞士METTLERTOLEDO公司
G208E型便携式显微镜	锡莱亚太拉斯深圳有限公司
UV2000型紫外透过率测试仪	上海罗中科技发展有限公司
YG461G-Ⅱ全自动透气量仪	宁波大禾仪器有限公司

1.2防紫外整理

当涉及到配方和样品的时候，表格是一个很好的方式来清晰地呈现信息。以下是一个简单的表格：

表3防紫外整理剂浆料配方表

成分	配比
水	85%
增稠剂	5%
黏合剂	10%

表4紫外吸收剂整理液配方表

成分	配比 (HO)	配比 (PS)	配比 (TBC)
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 (HO)	1%、5%、10%	-	-
水杨酸苯酯 (PS)	-	1%、5%、10%	-
2-（2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基）-5-氯代苯并三唑 (TBC)	-	-	1%、5%、10%

将防紫外整理剂整理后的织物样品分别命名为HO-1%、HO-5%、HO-10%、PS1%、PS-5%、PS-10%、TBC-1%、TBC-5%、TBC-10%。

1.3测试

实验参数和测量结果表：

表5红外光谱

步骤	操作	红外光谱仪参数
制备薄片	研细紫外吸收剂，过筛，压片机压片	波数范围：4000~500cm^-1

表6吸光度测量;

紫外吸收剂	溶解溶剂	测量范围	测量仪器
HO	DMF	280~400nm	紫外-可见分光光度计
PS	DMF	280~400nm	紫外-可见分光光度计
TBC	DMF	280~400nm	紫外-可见分光光度计

表7微观形貌

样品	放大倍数	观察仪器
PVC涂层玻璃纤维编织物	一定倍数	光学显微镜

表8透气性能

测试位置	测试次数	测试压力	测试面积	平均透气性能
不同位置	10次	100Pa	20cm^2	平均值

表9抗紫外性能

测试项目	测试标准	测试仪器
紫外线透过率	GB/T18830—2009	纺织品防紫外性能测试仪
紫外线防护因子	GB/T18830—2009	纺织品防紫外性能测试仪
紫外透过率曲线	GB/T18830—2009	纺织品防紫外性能测试仪

2结果与讨论

2.1表征

2.1.1红外光谱

从图1 a中可以看到，CH3中的C-H伸缩振动峰产生于2953cm-1，而在2918,2854cm-1的峰则是由于-CH2-中的C-H的伸缩振动所致，而在 HO中所形成的分子内氢键的 CO振动峰则在1628cm-1出现，而O-振动峰在3447cm-1和1266cm-1上分别有苯酚的碳-O振动峰。另外，在688,806cm-1附近，三取代基在苯环上发生了 C– H平面外的弯曲振动，这一点与 HO分子的结构一致。

如图1 b所示，苯酚中C-O的伸缩振动峰、苯酚中的羟基及酯中的 CO的伸缩振动峰分别与1184、3189和1681cm-1相对应，从而为该类化合物在紫外光吸收中的形成提供理论支撑。另外，在1482 cm~1 cm处苯环骨架振动峰和748~694 cm处苯环双取代后C-H的平面外弯曲振动峰都与 PS相一致。如从图1 c中看到的，苯环在3002,1047cm-1上的C-H振动峰和C- N伸缩振动峰证实了苯并三氮唑的结构。

另外，在3447cm-1位置有一个羟基伸缩振动峰，这表明 TBC分子内的氢键在分子内形成螯合结构，并且在2959,1390cm-1有一个–CH_3和一个平面内的弯曲振动，在1434cm-1有一个C-Cl振动峰。

图1HO、PS和TBC紫外吸收剂的红外光谱图

2.1.2紫外光谱

图2HO、PS和TBC紫外吸收剂的紫外吸收光谱图

如图2 a所示，在325和290纳米处存在两个吸收峰值，并且在紫外线下具有较强的吸收能力。如图2 b所示，在309 nm出现了一个吸收峰，并且其对紫外线的吸收变得狭窄。如图2 c所示，在310和347纳米处存在两个吸收峰值，这两个吸收峰值都很强，并且在紫外线下具有很强的吸收能力。

2.2PVC涂层玻璃纤维编织物性能

2.2.1抗紫外性能

与 PVC包覆玻纤编织原布比较， HO、 PS和 TBC处理后的 PVC包覆玻纤布的紫外透射率明显降低，抗紫外线能力有所提高。此外， HO、 PS和 TBC处理后的 PVC涂覆玻纤布的紫外透射率随 UV含量的增加而降低，相应地，抗紫外线能力有所提高。

结果表明，经热加工后的 PVC涂覆玻纤编织织物在280-400 nm范围内的紫外透射率低于水、聚苯乙烯，抗紫外线能力最佳；结果表明，用有机溶剂浸渍法制备的 PVC涂覆玻纤编织织物具有360-400 nm的透射率，同时对紫外光的吸收也很差。

结果表明，采用 HO、 PS和 TBC对 PVC包覆玻纤布的 UVA和 UVB透过率都在5%以下， UPF值都在40以上，因此可获得“抗紫外产品”的称号。紫外线吸收剂用量越大， UVA和 UVB透过率越低， UPF值越大，抗紫外线能力越强。

2.2.2组织结构和透气性能

研究了经 UV吸收剂处理后的 PVC包覆玻纤网的微观结构。PVC包覆玻纤编织物经、纬方向上编织结构规整，排列有序，并有一定的气孔，确保其透气性能。用 UV吸收剂处理后的 PVC包覆玻纤编织织物，其经纬方向一致，且经浆涂布后，织物孔隙明显减少，说明 UV吸收剂已在 PVC包覆玻纤编织物上进行了处理。

图3HO、PS、TBC整理印花PVC涂层玻璃纤维编织物的透气性能

从图3 a中可以看到， HO处理后的 PVC涂覆玻璃纤维编织织物与原始织物相比，其透湿性能明显降低，而当紫外线吸收剂的质量含量增加时，其透湿性能有所提高。从图3 B中可以看到， PS整理印花 PVC涂覆的玻璃纤维编织织物的透湿性能低于原始布，并且随着紫外线吸收剂的质量含量的增加，其透湿性能稍有提高，但与原布相比仍有差距。从图3 C中可以看到，与原始织物相比，热 BC整理印染 PVC涂覆玻璃纤维针织物的透湿性能显著降低，并且由于织物的孔隙率最小，其透湿性能会随紫外线吸收剂质量含量的增加而不断降低。

3结论

这次的实验中，我们通过详细的材料清单和仪器清单，清晰呈现了防紫外整理实验的步骤和所用的材料和仪器。表格的使用使得信息更加有条理，方便读者理解实验设计和操作流程。在实验结果与讨论部分，我们通过红外光谱和紫外光谱的图表，生动地展示了防紫外整理剂的结构和吸收性能。透气性能和抗紫外性能的测试结果也以表格的形式清晰呈现，为实验结果提供了有力的支持。总体而言，通过这次实验，我们深入了解了防紫外整理的原理和效果。这些实验结果不仅为今后的研究提供了基础，也为相关领域的发展贡献了有益的数据。希望这次的实验可以在防紫外材料研究中起到积极的推动作用。

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参考文献：

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