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聚丙烯及聚酯纤维滤料耐紫外老化特性研究

2021-04-07

纺织科学研究 2021年3期

(爱美克空气过滤器(苏州)有限公司 江苏苏州 215007)

1 引言

过滤材料如聚酯纤维[1-2]、聚丙烯纤维[3-4]等在使用过程中不可避免地会受到紫外线、温度、湿气及臭氧等环境因素的影响,这种影响一般会导致材料外观及力学性能的变化,从而引起产品性能下降,甚至导致产品被破坏,这种变化现象称为老化[3]。在过去的很多研究中,已经全面、系统地阐述了紫外线辐射对过滤材料的性能影响。

有研究结果表明[4],聚合物的光氧化降解是一个具有链引发、链增长、链终止过程的自动氧化连锁反应(如图1所示)。聚丙烯结构中的叔碳原子在光、热和氧的作用下极易生成自由基后,自动催化生成过氧化自由基和大分子过氧化物,过氧化物分解又产生自由基,自由基又可以与聚合物反应,使自由基不断传递,反应延续。自由基相互结合生成稳定的产物,终止链反应[5]。威尔士等发现[4],经历一段时间的紫外线辐射,聚合物长链发生断裂,并生产很多含氧基团,如羟基、羧基和羰基等。这也是辐射后滤料含氧量大幅度增加的原因。

紫外线是一种电磁波,可分为A波、B波、C波和真空紫外线,其中C波段的紫外线,波长范围为200~275nm。一般认为,杀菌作用最强的波段是254nm左右[5-9]。关于紫外老化的绝大多数研究中,试验中使用的紫外线波长集中在300~410 nm。这主要是大多数纺织纤维及橡胶制品在大气环境下使用,直接暴露于太阳光,而到达地面的太阳光中的紫外线为UVB 和UVA型紫外线,波长大于300nm,因此,使用该波长的紫外线进行紫外老化试验[5-7]。……

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