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两种常用的抗紫外线材料:纳米二氧化钛(TIO2)和纳米氧化锌(ZNO)

来源:广州宏武材料科技有限公司     发布时间:2024-01-11浏览量:

用于抗紫外线的纳米氧化锌(ZnO)纳米二氧化钛(TiO2)是两种常见的氧化物材料。

它们在纳米尺度下具有特殊的光学和化学性质,使其成为抗紫外线领域的重要候选材料。


1、纳米氧化锌(ZnO)作为一种优良的紫外线屏蔽剂,在紫外光谱范围内表现出良好的紫外吸收性能。其具有高透过率和优异的光学性质,因此被广泛用于制备抗紫外线的涂料、织物等产品中。对UVA (长波320 ~ 400nm)和UVB (中波280 ~ 320nm)均有屏蔽作用,因而得到广泛使用。

2、纳米二氧化钛具有优异的化学稳定性、热稳定性及非迁移性和较强的消色力、遮盖力,较低的腐蚀性,良好的易分散性,且无毒、无味、无刺激性,使用安全,还兼有杀菌除臭的作用。

更为重要的是,纳米二氧化钛既能吸收紫外线,又能发射、散射紫外线,因此抗紫外线的能力强,与同样剂量的有机抗紫外剂相比,它在紫外区的吸收峰更高;

而且纳米二氧化钛对中波区和长波区紫外线均有阻隔作用,不象有机抗紫外剂只是单一对中波区或长波区紫外线有屏蔽作用。研究人员通过添加光屏蔽剂、光稳定剂等来实现高分子材料制品的抗光老化,以及红石型纳米TiO2无毒、无味对紫外光UVA(315 ~ 400 nm)和UVB (280 ~ 315 nm)都具有很好的屏蔽作用,吸收紫外光后不分解、不变色,具有优良的稳定性和持久性。


3、纳米氧化锌和纳米二氧化钛的复合使用也是一种常见的抗紫外线策略。它们的复合使用可以充分发挥各自的优势,提高抗紫外线效果。

由于单一的氧化物吸收紫外光波长范围有限,抗紫外纳米复合氧化物的制备越来越受到研究人员的关注。

如纳米TiO2主要在280~ 350nm吸收性能很好,但在350~400nm的吸收就较弱了,纳米ZnO在短波的吸收性能虽不如纳米TiO2 ,但它能提供非常广谱的防护抑制UVA。

实验结果通过纯TiO2和纳米ZnO/ TiO2的复合粒子的紫外吸收光谱发现: 在同样浓度下含纳米TiO2的体系在280 ~ 322nm波段的紫外透过率仅为1%,在322 ~ 351nm波段的紫外透过率为1%~ 15% ,在351 ~ 400nm波段紫外透过率为15%~46% ,其在322 ~ 400nm紫外透过率呈直线上升趋势;而纳米ZnO/TiO2复合颗粒在280 ~ 351nm波段紫外透过率始终为15% , 在351 ~ 400nm波段透过率也仅为15%~ 18% ,紫外透过率上升并不厉害。

从中可以看出在351nm以下纳米TiO2的紫外屏蔽性能高于纳米ZnO/TiO2 ,而在351nm以上则纳米ZnO/ TiO2的紫外屏蔽性能要大大高于纳米TiO2。虽然纳米ZnO/ TiO2在UVB区的吸收不如纳米TiO2 ,但对阻隔长波UVA效果优于纳米TiO2 ,还可以看出在整个UVB , UVA波段复合颗粒的紫外透过率都很小,始终在15%以下,可见这种复合颗粒屏蔽紫外线的能力很强。


综上所述,纳米氧化锌和纳米二氧化钛在抗紫外线领域发挥着重要作用。它们的优异性能和广泛应用使其成为防护性产品的关键成分,为人们的健康和安全提供了有效的保护。


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