Page 38 - 《精细化工》2022年第7期
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·1324·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

            体和含羟基卤胺前驱体的织物中仍有 32%、59%的                          的紫外稳定性有一定改善，但环氧基的引入对减缓
            活性氯无法恢复。这说明环氧基的引入可以使 N—                            活性氯含量的流失作用有限，而 Nomex  ⅢA 纤维
            Cl 型卤胺抗菌织物的紫外稳定性有一定的提升，但                           上的芳香环难以减缓高温高湿导致的活性氯含量降
            效果不是非常明显。                                          低。为弥补这些缺点，需要负载紫外吸收剂来达到
            2.1.2   引入芳香烃结构                                    目标效果。
                 芳香烃结构中通常含有含共轭结构的苯环，通                          2.2   使用紫外吸收剂
            过体系中的 π-π*键迁移来吸收光子，将紫外线转化                              目前，紫外吸收剂大致可分为有机类和无机类
            为其他能量（热能、可见光），进而达到吸收紫外线                            两大类。比如：2,4-二羟基二苯甲酮（UV-O）属于
            的效果，而且苯环中的大 π 键使苯环中每个碳碳键                           有机类紫外吸收剂，纳米二氧化钛和纳米氧化锌属
            的键能和键长都相等，使苯环结构非常稳定。利用                             于无机类紫外吸收剂。各类紫外吸收剂对紫外光具
            这些特性，可以有效阻止 N—Cl 键的分解。                             有良好的吸收和屏蔽作用，可提升卤胺抗菌材料的
                 SANDSTROM 等    [27] 利用 Nomex（间位芳纶）            紫外稳定性。
            ⅢA 纤维上的酰胺位点容易转化为卤胺结构的特性                            2.2.1   引入有机紫外吸收剂
            进行抗菌材料的研发，并研究其抗紫外性能。结果                                 有机紫外吸收剂的作用机理是基于其分子内氢
            显示，室温下，365 nm 的紫外线照射 6 h 基本不会                      键，苯环上的羟基氢和相邻的羰基氧形成的分子内
            导致织物上的活性氯流失，这表明芳香结构可以吸                             氢键构成一个螯合环。吸收紫外光后分子发生热振
            收紫外线，有效阻止 N—Cl 键的断裂。但在高湿和                          动，导致氢键破裂，同时螯合环打开，形成高能量、
            高温的环境中，热量和水分的影响会加速活性氯的                             不稳定的离子型化合物。为了恢复之前的低能稳定
            流失。此外，紫外光下释放的活性氯可能进一步与                             状态，就需要释放多余的能量，这时螯合环又闭环，
            Nomex  ⅢA 聚合物发生反应，从而抑制 N—Cl 的可                     这样循环往复的吸收紫外光对材料起到了很好的防
            再生性。                                               护作用   [29] 。而且有机紫外吸收剂具有吸收强度大、
                 JIANG 等 [28] 利用活性染料低温染色原理，将卤                  吸收波长范围广、效果好等优点               [30] 。
            胺前驱体与三聚氯氰中的氯原子发生置换反应合成                                 LI 等 [31] 以多元羧酸（BTCA）作为交联剂，将
            出了两种化合物 2,4-二氯-6-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-                 紫外吸收剂 UV-O、卤胺前驱体海因二醇通过酯键交
            氧基)-1,3,5-三嗪（TMPT）和 2-氯-4-(苯磺酸钠-4-                 联到棉织物表面，利用 UV-O 的紫外吸收作用有效
            氨基 )-6-(2,2,6,6- 四甲基哌啶 -4- 氧基 )-1,3,5- 三嗪          提高了卤胺抗菌织物中 N—Cl 键和酯键的紫外稳定
            （BTMPT），然后通过反应性染色过程将其以共价                           性。丁阳等     [32] 以三聚氯氰为桥连剂，将卤胺前驱体
            键的形式结合到棉织物上制备了两种 N—Cl 型卤胺                          四甲基哌啶胺和 UV-O 连接到一起，合成了一种抗
            抗菌织物棉-TMPT 和棉-BTMPT（图 7）。紫外稳定                      菌抗紫外的整理剂，然后将其接枝到棉织物上。织
            性测试显示，织物经紫外光照射 24 h 后重新氯化，                         物氯化后经紫外稳定性测试显示，紫外光照射 2 h
            棉 -TMPT-Cl 恢复了 63%的活性氯 含量，而棉 -                     后，未经 UV-O 整理的织物活性氯含量为零，经 UV-
            BTMPT-Cl 恢复了 77%的活性氯含量。这是由于                        O 整理的织物仍含有 44.4%的初始活性氯含量，说
            BTMPT 上引入了水溶性基团对氨基苯磺酸，其含有                          明将有机紫外吸收剂 UV-O 引入 N—Cl 型卤胺抗菌
            芳香结构可以吸收紫外线，有效防止了卤胺前驱体                             材料中能够有效提升其紫外稳定性。但 UV-O 与
            与棉织物之间的醚键断裂，进而使 BTMPT 与棉纤                          BTCA 之间的共价键会使各单元间的移动性受到限
            维连接得更稳定。                                           制，负担外力不均匀，导致棉纤维分子链易发生断

                                                               裂，进而引起纤维强力的损失，最终影响织物的服
                                                               用性能。同时在该抗菌剂合成过程中，需要使用
                                                               DMF 为整理液，其对人体皮肤有刺激性。另外，
                                                               UV-O 在水中的溶解度很差，严重限制了 UV-O 在实
                                                               际中的应用。
                                                                   3,3,4,4-二苯甲酮四羧酸二酐（BPTCD）作为二
                                                               苯甲酮的衍生物，其可以将紫外线的能量转化为热

                 图 7   棉-TMPT（a）、棉-BTMPT（b）结构       [28]       能释放，有着很好的紫外吸收功能。HOU 等                 [33] 发现，
             Fig. 7    Structures of cotton-TMPT (a) and cotton-BTMPT (b) [28]
                                                               接枝了 BPTCD 的棉织物具有良好的防紫外功能。由
                 相比于部分传统硅氧烷类卤胺，在卤胺前驱体                          于 BPTCD 结构中含有两个酸酐，溶于热水后会产生 4
            上引入环氧基和芳香烃结构 N—Cl 型卤胺抗菌材料                          个羧基，变成 3,3,4,4-二苯甲酮四羧酸（BPTCA），
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