纺织品在人体穿着、使用过程中，不小心会沾水、沾油，而且还会沾污很多汗液、皮脂以及其他各种人体分泌物，这些污物不仅影响人们的使用，而且是微生物繁殖的良好环境。随着人们生活节奏的加快，以及追求高质量生活的要求，各类运用不同机理研制出的具有自清洁能力的纺织品应运而生。

　　最早出现的自清洁纺织品，是通过各类拒水拒油整理剂对纺织品进行功能后整理，改变纤维的表面性能，使纤维的表面张力低于水、油的表面张力，使得水滴以及油污无法在织物表面铺展且可以轻易抖落，而且水滴在滑落的过程中还可带走织物表面原有的灰尘，从而达到纺织品自清洁的目的。目前使用较多的整理剂为含氟类拒水拒油整理剂。除此之外，近年来德国科学家揭示了荷叶拒水自洁的原理，并申请了专利。荷叶效应的秘密主要在于它的微观结构，而不在于它的化学成分。它通过在织物表面添加纳米级粒子，提高粗糙度形成纳米级乳头状凸起，达到拒水拒油效果，从而使得织物具有自清洁能力。

　　纳米光触媒在纺织领域的应用一直是人们关注的焦点。当纺织品的表面覆盖一层光触媒的时候，在光照的条件下反应所形成的空穴/电子对与表面和空气中有机物结合而发生氧化还原反应，可彻底将其氧化成水等无害物质；另一方面，空穴/电子对与表面和空气中水反应后可产生活性氧[O]和氢氧自由基[OH]等活性物质。这些活性物质具有极强的氧化作用，不仅能氧化破坏微生物，也可将有机化学污染物完全氧化破坏，从而起到洁净环境和除臭等作用。目前常用的光触媒包括纳米二氧化钛、氧化锌、二氧化硅等。

　　2光触媒自清洁整理实验

　　纳米微粒由于具有高表面能、比表面积大、表面配位不足等特点，当分散到介质中时会发生二次团聚，致使纳米微粒很可能达到微米级，从而失去了纳米微粒所具有的特性。因此团聚问题是影响纳米粒子应用的关键因素，在整理液配置过程中，对其均匀稳定的分散性研究过程起着决定性因素。pH值、分散剂用量、分散方式以及分散介质等因素均与试验结果有关。

　　在利用TiO2光催化剂的光催化体系中，若利用太阳光作光源，有效光的波长是300～400 nm 范围内的紫外光，仅占总光能的3 ～4 。这主要是由于TiO2是宽禁带半导体材料，其导带一禁带宽度约为3.2 eV，在紫外光照射下可强吸收，而对可见光的吸收较差。目前为了使其可利用光谱扩展到可见光，提高使用效率，采取的方法包括：金属离子掺杂、贵金属沉积、半导体复合等。以半导体复合为例，它能有效提高TiO2光催化系统的电荷分离效果，扩展TiO2光谱响应范围，是提高TiO2光催化性能的有效手段。目前的报道多集中在CdS、ZnO、V2O5 等与TiO2复配的光催化剂制备与表征。

　　2.1 工艺配方

　　纳米二氧化钛（15 nm）2.4 9/6，纳米氧化锌（40 nm）0.6 ，分散剂六偏磷酸钠0.6 ，其他助剂为硅烷偶联剂0.2 9/6，氯化钠0.01 ，黏合剂5%，少许JFC渗透剂。

　　整理液配置流程：将纳米粉体加入至蒸馏水中一超声振荡30 min（保持水温低于50℃）一加入分散剂机械搅拌15 min一超生振荡10 min一加入其他助剂充分搅拌。

　　2.2 试样与工艺流程

　　试样：10 cm×10 cm 白人革非织造布

　　工艺流程：用2000 ml含5 洗涤剂的溶液对织物洗涤20 min一用蒸馏水清洗，烘干、称重一将织物浸渍于整理液中（浴比1：10，室温，浸泡30 min）一二浸二轧（轧液率80 ）一烘干（70℃预烘5 min，150℃焙烘3 min）。

　　3 光触媒自清洁纺织品的标准化评价

　　3.1 光触媒产品检验标准现状

　　关于光触媒产品，目前尚无国家或国际标准。日本由有关科研单位、民间相关厂商等组成了一个自主性机构一光触媒产品技术协议会，制定并公布了相关产品性能实验方法和性能评价标准。依据该协会制定的产品检验标准，被认定有效的光触媒制品技术必须同时满足以下两个条件：

　　（1）有机颜料（亚甲基兰）的分解试验把亚甲基兰滴到涂有光触媒产品的器皿上，在一定光照条件下，亚甲基兰必须变色或褪色。

　　（2）乙醛的分解试验

　　在一定光照条件下，有害气体（乙醛）的减少量（被分解量）必须达到一定标准。光触媒产品须能去除有害气体的70%以上。

　　由此看出，这一标准的实质是判定光触媒产品是否能够有效分解有机物。

　　3.2 自建测试标准体系

　　针对现有光触媒产品测试标准的不足，为了能够量化自清洁纺织品的自清洁能力，经参考相关纺织品测试标准，自建测试标准体系如下：

　　3.2.1 紫外光源

　　主峰波长297 nm，辐射强度≥60 w/m 2。

　　3.2.2 试样准备

　　用2000 ml含5 洗涤剂的溶液对织物洗涤20 min，然后用蒸馏水清洗、烘干。

　　3.2.3 标准污物

　　取0.05 g亚甲基兰，加入10 ml水中搅拌，加入20 ml 14#机油，机械搅拌10 min，得深蓝色粘稠油污。

　　3.2.4 标准色卡的配置

　　将试验所用织物浸于亚甲基兰溶液中20 S后立刻观察，所呈颜色即为相应等级标准色（见表1）

　　3.2.5 试验步骤

　　① 用橡胶吸头吸取少量标准污物滴在试样中央，加盖一块聚乙烯薄膜，在薄膜上，加200 g砝码，压1 min后取下薄膜，然后进行测试。

　　②使用直径为90 mm的培养皿为容器，将一定尺寸大小的负载光触媒织物试样置于其中，盖上培养皿盖，置于紫外光下50 cm照射16 h。

　　3.2.6 评价

　　将紫外线照射后织物上油污颜色与自建标准色卡比较，颜色等级越高，则光催化自清洁能力越强。

　　4 自清洁纺织品效果测试

　　4.1 紫外光线下测试

　　按照自建标准测试方法，对试验所得布样进行紫外线照射测试，进行拍照、评级记录，观察其光催化自清洁效果。通过一定时间的紫外灯照射，有规律地观察、记录、拍照，可以明显地看出整理后的织物小样油污颜色变浅，表现出较好的自洁效果，而未整理的织物原样则基本保持油污颜色不变。测试结果如图1所示。

　　4.2 自然光照射测试

　　由于自然光中紫外线较少，仅占总光能4 左右，单纯使用紫外线作为光源进行测试，虽然可以加速自洁速度，但是不能反映出在自然光线下的自洁能力和速度，因此，自然光下的自清洁能力描述也是必不可少的。选择实验时间为天津地区 2007年4月10：O0～16：00。测试结果如图2所示。

　　4.3 耐洗性测试

　　按照正常脱水一烘干的工艺流程，分别对整理样进行水洗5次，10次，15次，20次。水洗方法使用AATCC61- 1996的标准进行。水洗后的整理样在紫外光下照射16 h，自清洁效果如表2 所示。实验表明，水洗后的整理样仍IH表现出较好的自清洁效果，因此，该工艺整理的织物具有较好的耐洗牢度。

　　5 结论

　　5.1 选择六偏磷酸钠为分散剂、超声振荡为主的分散方法，以及添加硅烷偶联剂等助剂，克服了纳米粒子由于易团聚而影响使用的弊端，配制出了稳定的光触媒纳米整理液，整理后的织物具有很好的水洗牢度。

　　5.2 通过自清洁测试，验证了光触媒织物的自清洁能力，并通过正交试验，确定出无机纳米粉体的最佳用量为占整理液3 ，纳米二氧化钛和氧化锌的比例在8：2时，可最大可能发挥光催化效果。

　　5.3 针对目前光触媒类产品标准的缺失状况，独创性地设计了一套自建测试标准体系，经过实际测试检验，可以很适当地定量表征光触媒类自清洁织物的自清洁能力。

　　来源: 张路遥，张健飞，杜秭伟

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