由于空气污染对臭氧层的破坏,紫外辐射严重危害人类的皮肤健康。如何减少紫外辐射的伤害越来越受到研究人员的关注。丝织物因其手感柔软,具有良好的透气/透湿性而受到大众的喜爱,尤其适合夏季穿着。但是,丝织物对紫外线的防护效果欠佳,无法满足人们在夏季穿着时隔绝紫外辐射的需求。同时,丝织物在穿着过程中极易出现褶皱,严重影响服饰的美观。尽管传统的丝织物整理技术能够实现抗皱,但亦会导致甲醛超标等影响健康的问题。因此,亟待开发新型的丝织物整理技术,在克服褶皱问题的同时,实现丝织物良好的紫外线防护能力。
在前期研究中,钟齐副教授团队将光敏偶氮苯组分引入温敏聚合物中,并将制备获得的温敏/光敏双响应共聚物交联至棉织物表面。在紫外线照射下,偶氮苯基团的反式至顺式的异构化,可显著增强共聚物的亲水性,降低织物表面污渍的附着力,实现了棉织物的高效清洁。同时由于双响应共聚物的玻璃化转变温度低于室温,不会对棉织物的柔软性产生影响。相关研究成果已发表于ACS Applied Materials & Interfaces(2021, 13, 27372-27381)。
图1.(a)丝织物原样,(b)交联2.3% WGR的PMOEA和(c)交联4.7% WGR的PMOEA后的丝织物SEM图。
图2.(a)丝织物原样和交联不同量PMOEA后的丝织物的紫外线吸收率(丝织物原样:橄榄绿;2.3% WGR:红色;4.7% WGR:蓝色);(b)含有光催化剂g-C3N4的亚甲基蓝(MB)溶液暴露在氙灯下2小时后的吸光度。溶液无遮挡(玫红色);被丝织物原样遮挡(橄榄绿);被交联不同量的PMOEA后的丝织物遮挡(2.3% WGR:红色;4.7% WGR:蓝色);标准MB溶液(灰色);(c)MB溶液在氙灯照射2小时后的降解率。溶液无遮挡(玫红色);被丝织物原样遮挡(橄榄绿);被交联不同量PMOEA的丝织物遮挡(2.3% WGR:红色;4.7% WGR:蓝色)。
图3.交联不同量(0,2.3% WGR,4.7% WGR)PMOEA的丝织物的折皱回复角。
图4.借助光敏聚合物的顺-反异构和交联特性增强丝织物的紫外线防护和抗皱性能示意图。
相关研究成果以“Facile Preparation of Silk Fabrics with Enhanced UV Radiation Shielding and Wrinkle Resistance by Cross-Linking Light-responsive Copolymers”为题,发表于ACS Applied Materials & Interfaces(DOI: 10.1021/acsami.2c05726)。
论文的第一作者为浙江理工大学研究生张盼盼,通讯作者为钟齐副教授,共同通讯作者为浙江理工大学戚栋明教授。该课题研究获得了国家自然科学基金(项目批准号:51611130312)和浙江省自然科学基金(项目批准号:2021Y003)的资助。
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