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浙江理工大學戚棟明教授、鐘齊副教授團隊《ACS AMI》:借助光敏聚合物增強絲織物的紫外線防護和抗皺性能
2022-06-29  來源:高分子科技

  由于空氣污染對臭氧層的破壞,紫外輻射嚴重危害人類的皮膚健康。如何減少紫外輻射的傷害越來越受到研究人員的關注。絲織物因其手感柔軟,具有良好的透氣/透濕性而受到大眾的喜愛,尤其適合夏季穿著。但是,絲織物對紫外線的防護效果欠佳,無法滿足人們在夏季穿著時隔絕紫外輻射的需求。同時,絲織物在穿著過程中極易出現(xiàn)褶皺,嚴重影響服飾的美觀。盡管傳統(tǒng)的絲織物整理技術能夠實現(xiàn)抗皺,但亦會導致甲醛超標等影響健康的問題。因此,亟待開發(fā)新型的絲織物整理技術,在克服褶皺問題的同時,實現(xiàn)絲織物良好的紫外線防護能力。


  在前期研究中,鐘齊副教授團隊將光敏偶氮苯組分引入溫敏聚合物中,并將制備獲得的溫敏/光敏雙響應共聚物交聯(lián)至棉織物表面。在紫外線照射下,偶氮苯基團的反式至順式的異構化,可顯著增強共聚物的親水性,降低織物表面污漬的附著力,實現(xiàn)了棉織物的高效清潔。同時由于雙響應共聚物的玻璃化轉變溫度低于室溫,不會對棉織物的柔軟性產生影響。相關研究成果已發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces2021, 13, 27372-27381)。


  在上述研究成果的基礎上,戚棟明教授和鐘齊副教授提出將含有偶氮苯基團的光敏聚合物PMOEA交聯(lián)至絲綢織物表面(圖1);利用紫外輻照下,偶氮苯基團的反式至順式異構化,高效吸收紫外輻射,提升了絲織物的紫外防護能力(圖2);由于PMOEA與絲織物中的分子鏈形成了共價鍵,顯著抑制了分子鏈的滑移,實現(xiàn)了絲織物的長效抗皺(圖3)。


1.a)絲織物原樣,(b)交聯(lián)2.3% WGRPMOEA和(c)交聯(lián)4.7% WGRPMOEA后的絲織物SEM圖。


2.a)絲織物原樣和交聯(lián)不同量PMOEA后的絲織物的紫外線吸收率(絲織物原樣:橄欖綠;2.3% WGR:紅色;4.7% WGR:藍色);(b)含有光催化劑g-C3N4的亞甲基藍(MB)溶液暴露在氙燈下2小時后的吸光度。溶液無遮擋(玫紅色);被絲織物原樣遮擋(橄欖綠);被交聯(lián)不同量的PMOEA后的絲織物遮擋(2.3% WGR:紅色;4.7% WGR:藍色);標準MB溶液(灰色);(cMB溶液在氙燈照射2小時后的降解率。溶液無遮擋(玫紅色);被絲織物原樣遮擋(橄欖綠);被交聯(lián)不同量PMOEA的絲織物遮擋(2.3% WGR:紅色;4.7% WGR:藍色)。


3.交聯(lián)不同量(02.3% WGR4.7% WGRPMOEA的絲織物的折皺回復角。


圖4.借助光敏聚合物的順-反異構和交聯(lián)特性增強絲織物的紫外線防護和抗皺性能示意圖。


  相關研究成果Facile Preparation of Silk Fabrics with Enhanced UV Radiation Shielding and Wrinkle Resistance by Cross-Linking Light-responsive Copolymers”為題,發(fā)表于ACS Applied Materials & InterfacesDOI: 10.1021/acsami.2c05726)。


  論文的第一作者為浙江理工大學研究生張盼盼,通訊作者為鐘齊副教授,共同通訊作者為浙江理工大學戚棟明教授。該課題研究獲得了國家自然科學基金(項目批準號:51611130312和浙江省自然科學基金(項目批準號:2021Y003)的資助。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c05726
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(責任編輯:xu)
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