紡織品在人體穿著、使用過程中，不小心會沾水、沾油，而且還會沾污很多汗液、皮脂以及其他各種人體分泌物，這些污物不僅影響人們的使用，而且是微生物繁殖的良好環(huán)境。隨著人們生活節(jié)奏的加快，以及追求高質(zhì)量生活的要求，各類運用不同機理研制出的具有自清潔能力的紡織品應(yīng)運而生。

　　最早出現(xiàn)的自清潔紡織品，是通過各類拒水拒油整理劑對紡織品進行功能后整理，改變纖維的表面性能，使纖維的表面張力低于水、油的表面張力，使得水滴以及油污無法在織物表面鋪展且可以輕易抖落，而且水滴在滑落的過程中還可帶走織物表面原有的灰塵，從而達到紡織品自清潔的目的。目前使用較多的整理劑為含氟類拒水拒油整理劑。除此之外，近年來德國科學(xué)家揭示了荷葉拒水自潔的原理，并申請了專利。荷葉效應(yīng)的秘密主要在于它的微觀結(jié)構(gòu)，而不在于它的化學(xué)成分。它通過在織物表面添加納米級粒子，提高粗糙度形成納米級乳頭狀凸起，達到拒水拒油效果，從而使得織物具有自清潔能力。

　　納米光觸媒在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用一直是人們關(guān)注的焦點。當紡織品的表面覆蓋一層光觸媒的時候，在光照的條件下反應(yīng)所形成的空穴/電子對與表面和空氣中有機物結(jié)合而發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可徹底將其氧化成水等無害物質(zhì)；另一方面，空穴/電子對與表面和空氣中水反應(yīng)后可產(chǎn)生活性氧[O]和氫氧自由基[OH]等活性物質(zhì)。這些活性物質(zhì)具有極強的氧化作用，不僅能氧化破壞微生物，也可將有機化學(xué)污染物完全氧化破壞，從而起到潔凈環(huán)境和除臭等作用。目前常用的光觸媒包括納米二氧化鈦、氧化鋅、二氧化硅等。

　　2光觸媒自清潔整理實驗

　　納米微粒由于具有高表面能、比表面積大、表面配位不足等特點，當分散到介質(zhì)中時會發(fā)生二次團聚，致使納米微粒很可能達到微米級，從而失去了納米微粒所具有的特性。因此團聚問題是影響納米粒子應(yīng)用的關(guān)鍵因素，在整理液配置過程中，對其均勻穩(wěn)定的分散性研究過程起著決定性因素。pH值、分散劑用量、分散方式以及分散介質(zhì)等因素均與試驗結(jié)果有關(guān)。

　　在利用TiO2光催化劑的光催化體系中，若利用太陽光作光源，有效光的波長是300～400 nm 范圍內(nèi)的紫外光，僅占總光能的3 ～4 。這主要是由于TiO2是寬禁帶半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)帶一禁帶寬度約為3.2 eV，在紫外光照射下可強吸收，而對可見光的吸收較差。目前為了使其可利用光譜擴展到可見光，提高使用效率，采取的方法包括：金屬離子摻雜、貴金屬沉積、半導(dǎo)體復(fù)合等。以半導(dǎo)體復(fù)合為例，它能有效提高TiO2光催化系統(tǒng)的電荷分離效果，擴展TiO2光譜響應(yīng)范圍，是提高TiO2光催化性能的有效手段。目前的報道多集中在CdS、ZnO、V2O5 等與TiO2復(fù)配的光催化劑制備與表征。

　　2.1 工藝配方

　　納米二氧化鈦（15 nm）2.4 9/6，納米氧化鋅（40 nm）0.6 ，分散劑六偏磷酸鈉0.6 ，其他助劑為硅烷偶聯(lián)劑0.2 9/6，氯化鈉0.01 ，黏合劑5%，少許JFC滲透劑。

　　整理液配置流程：將納米粉體加入至蒸餾水中一超聲振蕩30 min（保持水溫低于50℃）一加入分散劑機械攪拌15 min一超生振蕩10 min一加入其他助劑充分攪拌。

　　2.2 試樣與工藝流程

　　試樣：10 cm×10 cm 白人革非織造布

　　工藝流程：用2000 ml含5 洗滌劑的溶液對織物洗滌20 min一用蒸餾水清洗，烘干、稱重一將織物浸漬于整理液中（浴比1：10，室溫，浸泡30 min）一二浸二軋（軋液率80 ）一烘干（70℃預(yù)烘5 min，150℃焙烘3 min）。

　　3 光觸媒自清潔紡織品的標準化評價

　　3.1 光觸媒產(chǎn)品檢驗標準現(xiàn)狀

　　關(guān)于光觸媒產(chǎn)品，目前尚無國家或國際標準。日本由有關(guān)科研單位、民間相關(guān)廠商等組成了一個自主性機構(gòu)一光觸媒產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議會，制定并公布了相關(guān)產(chǎn)品性能實驗方法和性能評價標準。依據(jù)該協(xié)會制定的產(chǎn)品檢驗標準，被認定有效的光觸媒制品技術(shù)必須同時滿足以下兩個條件：

　�。�1）有機顏料（亞甲基蘭）的分解試驗把亞甲基蘭滴到涂有光觸媒產(chǎn)品的器皿上，在一定光照條件下，亞甲基蘭必須變色或褪色。

　　（2）乙醛的分解試驗

　　在一定光照條件下，有害氣體（乙醛）的減少量（被分解量）必須達到一定標準。光觸媒產(chǎn)品須能去除有害氣體的70%以上。

　　由此看出，這一標準的實質(zhì)是判定光觸媒產(chǎn)品是否能夠有效分解有機物。

　　3.2 自建測試標準體系

　　針對現(xiàn)有光觸媒產(chǎn)品測試標準的不足，為了能夠量化自清潔紡織品的自清潔能力，經(jīng)參考相關(guān)紡織品測試標準，自建測試標準體系如下：

　　3.2.1 紫外光源

　　主峰波長297 nm，輻射強度≥60 w/m 2。

　　3.2.2 試樣準備

　　用2000 ml含5 洗滌劑的溶液對織物洗滌20 min，然后用蒸餾水清洗、烘干。

　　3.2.3 標準污物

　　取0.05 g亞甲基蘭，加入10 ml水中攪拌，加入20 ml 14#機油，機械攪拌10 min，得深藍色粘稠油污。

　　3.2.4 標準色卡的配置

　　將試驗所用織物浸于亞甲基蘭溶液中20 S后立刻觀察，所呈顏色即為相應(yīng)等級標準色（見表1）

　　3.2.5 試驗步驟

　�、� 用橡膠吸頭吸取少量標準污物滴在試樣中央，加蓋一塊聚乙烯薄膜，在薄膜上，加200 g砝碼，壓1 min后取下薄膜，然后進行測試。

　�、谑褂弥睆綖�90 mm的培養(yǎng)皿為容器，將一定尺寸大小的負載光觸媒織物試樣置于其中，蓋上培養(yǎng)皿蓋，置于紫外光下50 cm照射16 h。

　　3.2.6 評價

　　將紫外線照射后織物上油污顏色與自建標準色卡比較，顏色等級越高，則光催化自清潔能力越強。

　　4 自清潔紡織品效果測試

　　4.1 紫外光線下測試

　　按照自建標準測試方法，對試驗所得布樣進行紫外線照射測試，進行拍照、評級記錄，觀察其光催化自清潔效果。通過一定時間的紫外燈照射，有規(guī)律地觀察、記錄、拍照，可以明顯地看出整理后的織物小樣油污顏色變淺，表現(xiàn)出較好的自潔效果，而未整理的織物原樣則基本保持油污顏色不變。測試結(jié)果如圖1所示。

　　4.2 自然光照射測試

　　由于自然光中紫外線較少，僅占總光能4 左右，單純使用紫外線作為光源進行測試，雖然可以加速自潔速度，但是不能反映出在自然光線下的自潔能力和速度，因此，自然光下的自清潔能力描述也是必不可少的。選擇實驗時間為天津地區(qū) 2007年4月10：O0～16：00。測試結(jié)果如圖2所示。

　　4.3 耐洗性測試

　　按照正常脫水一烘干的工藝流程，分別對整理樣進行水洗5次，10次，15次，20次。水洗方法使用AATCC61- 1996的標準進行。水洗后的整理樣在紫外光下照射16 h，自清潔效果如表2 所示。實驗表明，水洗后的整理樣仍IH表現(xiàn)出較好的自清潔效果，因此，該工藝整理的織物具有較好的耐洗牢度。

　　5 結(jié)論

　　5.1 選擇六偏磷酸鈉為分散劑、超聲振蕩為主的分散方法，以及添加硅烷偶聯(lián)劑等助劑，克服了納米粒子由于易團聚而影響使用的弊端，配制出了穩(wěn)定的光觸媒納米整理液，整理后的織物具有很好的水洗牢度。

　　5.2 通過自清潔測試，驗證了光觸媒織物的自清潔能力，并通過正交試驗，確定出無機納米粉體的最佳用量為占整理液3 ，納米二氧化鈦和氧化鋅的比例在8：2時，可最大可能發(fā)揮光催化效果。

　　5.3 針對目前光觸媒類產(chǎn)品標準的缺失狀況，獨創(chuàng)性地設(shè)計了一套自建測試標準體系，經(jīng)過實際測試檢驗，可以很適當?shù)囟�量表征光觸媒類自清潔織物的自清潔能力。

　　來源: 張路遙，張健飛，杜秭偉