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浙江理工大学戚栋明教授、钟齐副教授团队《ACS AMI》:借助光敏聚合物增强丝织物的紫外线防护和抗皱性能
2022-06-29  来源:高分子科技

  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 & Interfaces2021, 13, 27372-27381)。


  在上述研究成果的基础上,戚栋明教授和钟齐副教授提出将含有偶氮苯基团的光敏聚合物PMOEA交联至丝绸织物表面(图1);利用紫外辐照下,偶氮苯基团的反式至顺式异构化,高效吸收紫外辐射,提升了丝织物的紫外防护能力(图2);由于PMOEA与丝织物中的分子链形成了共价键,显著抑制了分子链的滑移,实现了丝织物的长效抗皱(图3)。


1.a)丝织物原样,(b)交联2.3% WGRPMOEA和(c)交联4.7% WGRPMOEA后的丝织物SEM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);(cMB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)。


3.交联不同量(02.3% WGR4.7% WGRPMOEA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 & InterfacesDOI: 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。


  原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c05726
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(责任编辑:xu)
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