紫外線吸收劑在紡織品中的應(yīng)用和安全分析

吳東曉，趙海浪，譚玉靜，楊沁睿

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

紫外線吸收劑在紡織品中的應(yīng)用和安全分析

吳東曉，趙海浪，譚玉靜，楊沁睿

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

簡(jiǎn)單介紹了紫外吸收劑的穩(wěn)定機(jī)理，并對(duì)其在紡織品中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。總結(jié)了紫外吸收劑的危害性，并對(duì)紫外吸收劑所用的檢測(cè)方法進(jìn)行了闡述。認(rèn)為開(kāi)發(fā)紡織品的紫外吸收劑是非常必要的，但需同時(shí)展開(kāi)健康安全風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)。

紫外線吸收劑；紡織品；應(yīng)用；安全性

0 引言

抗紫外整理是紡織品功能整理中的重要部分[1]。目前來(lái)看，具有抗紫外功能的紡織品的市場(chǎng)前景十分廣闊，抗紫外織物的品種日益廣泛，如泳裝、網(wǎng)球衫、高爾夫服、沖鋒衣等。此外，軍用紡織品如野外作戰(zhàn)服、帳篷等；其他如窗簾布、廣告布、篷布等。

紫外線吸收劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為水楊酸酯類(lèi)、苯酮類(lèi)、苯并三唑類(lèi)、取代丙烯腈類(lèi)、三嗪類(lèi)和受阻胺類(lèi)。紫外線吸收劑是一種光穩(wěn)定劑，能吸收陽(yáng)光及熒光光源中的紫外線光譜，而本身并不發(fā)生變化。由于太陽(yáng)光線中含有大量對(duì)有色物體有害的紫外光，其波長(zhǎng)約為290～460 nm，這些有害的紫外光通過(guò)氧化還原作用（Redox reaction）使顏色分子最后分解褪色。

1 紫外線吸收劑

紫外線吸收劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外都受到了高度關(guān)注，廣泛應(yīng)用于化妝品、防紫外織物、高分子材料光穩(wěn)定劑等，不僅可以避免染料、涂料、高分子材料等因紫外光的催化作用破壞高分子結(jié)構(gòu)，而且可以保護(hù)人體皮膚免受過(guò)多紫外光的傷害。紫外線吸收劑是一種光穩(wěn)定劑，能吸收太陽(yáng)光及熒光光源中的紫外線部分，而本身又不發(fā)生變化。它的穩(wěn)定機(jī)理是一種光激發(fā)機(jī)理，主要通過(guò)分子中具有的吸收波長(zhǎng)小于400 nm紫外光的發(fā)色團(tuán)如—N= N—、=C=N—、=C=O—、—N=O—等吸收紫外線，分子內(nèi)發(fā)生重排形成一種光穩(wěn)定性較高的產(chǎn)物，將能量轉(zhuǎn)化為無(wú)害的熱能、化學(xué)能或長(zhǎng)波光能等釋放；在輻射條件或放熱條件下又回到初始狀態(tài)[2]，可高效捕捉氧氣通過(guò)輻射及光化學(xué)反應(yīng)形成的自由基，保護(hù)染料避免其分解或結(jié)構(gòu)的變化。

在紡織行業(yè)中，由于合成纖維在紫外線和空氣中O2的作用下引起自由基發(fā)生鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，易使織物出現(xiàn)泛黃或變脆現(xiàn)象，因而軍用野外作戰(zhàn)服、家用服及汽車(chē)裝飾等多領(lǐng)域?qū)徔椘纺凸馍味鹊囊笤絹?lái)越高，目前常用的相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 8426—1998《紡織品、色牢度試驗(yàn)?zāi)凸馍味热展狻贰B/T 2727—2005《皮革色牢度試驗(yàn)?zāi)凸馍味入　贰SO 105-B01-02:2014《紡織品色牢度試驗(yàn)第B01部分耐光色牢度日光》。因此，紫外線吸收劑在紡織行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。滌綸織物所用的分散染料具有較高的耐光色牢度，但當(dāng)染色織物中的光敏物質(zhì)因吸收光子而處于激發(fā)態(tài)后，就有可能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，如自由基反應(yīng)[3-4]，導(dǎo)致染料的色光發(fā)生變化甚至褪色。當(dāng)有O2存在時(shí)，染料的光降解進(jìn)程就會(huì)加快。錦綸大分子的耐光和耐熱穩(wěn)定性差，在應(yīng)用中易發(fā)生黃變發(fā)脆現(xiàn)象，染色印花織物也易褪色，長(zhǎng)期使用后強(qiáng)力大幅下降[5-7]。紫外線UV A(320～400 nm)和UV B(280～320 nm)對(duì)纖維和染料的降解有嚴(yán)重影響，對(duì)纖維進(jìn)行紫外線防護(hù)整理可提高纖維的耐光牢度。加入紫外線吸收劑可以保持合成纖維高分子材料的優(yōu)良性能，延長(zhǎng)使用壽命。

2 紫外線吸收劑的安全性分析

禁用紫外線吸收劑是指對(duì)人體皮膚有刺激和致敏作用的紫外線吸收劑。在紫外線的作用下發(fā)生分解和裂變化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的小分子物質(zhì)更容易被肌膚組織吸收，所以對(duì)肌膚組織可能有一定的致敏性及刺激性，刺激眼部等問(wèn)題[8]，并且紫外線吸收劑本身就屬于光敏性物質(zhì)，光敏性反應(yīng)也有可能發(fā)生[9]。

紫外線線吸收劑在紡織行業(yè)中有著廣泛地應(yīng)用，并且這些助劑需要安全無(wú)毒，對(duì)皮膚應(yīng)無(wú)刺激和致敏作用。歐盟等國(guó)際組織已將一些紫外線吸收劑如UV-320、UV-328、UV-327、UV-350等列為高度關(guān)注有害PBT物質(zhì)（持久性、生物累積性和毒性物質(zhì)）。紡織品的抗紫外整理非常重要，紫外線吸收劑已廣泛應(yīng)用于纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維和聚酯纖維等抗紫外整理。苯并三唑類(lèi)、二苯甲酮類(lèi)紫外線吸收劑是產(chǎn)量最大、品種最多的一類(lèi)產(chǎn)品[1,7-9]。2016版OEKO-TEX Standard 100針對(duì)家飾類(lèi)紡織材料的紫外線吸收劑UV-320、UV-328、UV-327、UV-350首次提出有害物質(zhì)限量，限值為每種0.1%。歐盟Reach法規(guī)在2014年將兩種常用的苯并三唑類(lèi)紫外線吸收劑UV-320、UV-328列為高度關(guān)注PBT（持久性、生物累積性和毒性物質(zhì)）、vPvB物質(zhì)（高持久性和生物累積性物質(zhì)），此外還有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的物質(zhì)如UV-327、UV-350等安全性尚未得到確定結(jié)論。相禁用紫外線吸收劑關(guān)文獻(xiàn)也指出苯并三唑類(lèi)紫外線吸收劑對(duì)水體生物組織的毒性[10]。歐盟化學(xué)協(xié)會(huì)提出作為紫外線吸收劑[11]及染料重要中間體[12]的二苯并酮類(lèi)4,4'-雙（二甲氨基）硫代二苯甲酮為致癌性物質(zhì)。

3 紫外線吸收劑的檢測(cè)方法

目前紫外線吸收劑檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)有商業(yè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 1032—2002《進(jìn)出口化妝品中紫外線吸收劑的測(cè)定液相色譜法》。近年來(lái)也出現(xiàn)了很多紫外線吸收劑的檢測(cè)方法，如Negreira等[13]采用固相萃取法萃取6種環(huán)境水樣中2-羥基二苯甲酮衍生物紫外線吸收劑，然后采用液相/串聯(lián)質(zhì)譜(LC/MS/ MS)進(jìn)行選擇性檢測(cè)；Lin等[14]通過(guò)超聲波萃取食物塑料包裝中的苯并三唑、二苯甲酮類(lèi)紫外線吸收劑，采用超高液相色譜-光電二極管陣列檢測(cè)器(UPLC/PDA)進(jìn)行檢測(cè)；黃雄風(fēng)等[15]采用甲醇為萃取劑通過(guò)高效液相色譜法準(zhǔn)確、快速、靈敏測(cè)定化妝品中紫外線吸收劑的方法；Carpinteiro等[16]通過(guò)攪拌棒吸附萃取-液相解析法提取廢水基質(zhì)中的苯并三唑紫外線吸收劑，然后采用大容量進(jìn)樣氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行檢測(cè)。

4展望

紫外吸收劑用于紡織品中，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及安全性要求較高，既要具有一定的紫外線吸收，又要安全、環(huán)保。因此，開(kāi)發(fā)紡織品中紫外吸收劑是非常必要的。同時(shí)，對(duì)此類(lèi)紫外吸收產(chǎn)品在研究開(kāi)發(fā)的同時(shí)需要開(kāi)展最低有效劑量和健康安全風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)，并借鑒國(guó)際國(guó)內(nèi)的檢測(cè)方法進(jìn)行研究，從而盡快制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，打破國(guó)內(nèi)紡織品在國(guó)際市場(chǎng)的技術(shù)壁壘，進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)紡織品行業(yè)的出口創(chuàng)匯。

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Application and safety analysis of the UV absorbent in textile

WU Dongxiao,ZHAO Hailang,TAN Yujing,YANG Qinrui
(Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research,Shanghai,200040,China)

The stability mechanism of ultraviolet absorbent is introduced simply and its application in tex?tile is analyzed.The hazards and the detection methods of ultraviolet absorbent are summarized.It is necessary to develop textile ultraviolet absorbent,but it is important to expand the health and safety as?sessment at the same time.

UV absorbent,textiles,application,security

TS107

A

1001-7046（2017）03-0006-03

2017-03-29

吳東曉（1970-），男，大學(xué)本科，主要從事生態(tài)紡織品的檢測(cè)工作。