光觸媒技術(shù)廣泛應(yīng)用在紡織品，特別自清潔方面，山東中康新材料為大家介紹一種光觸媒紡織品自清潔性能的測試方法和市面上常見到的紡織品光觸媒整理劑。

    本文運用亞甲基蘭的沾污性能，自建測試標(biāo)準體系，應(yīng)用于紡織品光觸媒整理劑自清潔性能的測定。通過測試發(fā)現(xiàn)光觸媒整理試樣的自清潔等級隨著照射距離的增加而逐漸下降、隨著照射時間的增加而逐漸提高，并確定照射距離為20ｃｍ、照射時間為12ｈ。同時證明該自建測試標(biāo)準體系可以恰當(dāng)?shù)亍⒅庇^地表征光觸媒紡織品的自清潔性能。

    關(guān)鍵詞：光觸媒紡織品；自清潔性能；自建測試標(biāo)準體系

    納米自清潔技術(shù)，即具有光催化效應(yīng)的納米材料，利用自然光催化分解污染物和細菌等。它具有高催化活性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，無二次污染、無刺激性、安全無毒等特點，且能長期有益于生態(tài)自然環(huán)境，是最具有開發(fā)前景的綠色環(huán)保技術(shù)之一。親水（光催化）整理是基于光活性物質(zhì)的光催化性能，其可與纖維表面的污漬產(chǎn)生光催化凈化反應(yīng)。當(dāng)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，從而起到去污、除臭等自清潔作用。其中常用的光觸媒包括納米二氧化鈦、氧化鋅、二氧化硅等。關(guān)于光觸媒紡織品，目前評價其相關(guān)性能的主要有去除甲醛程度能力、消除臭味程度能力等，但仍無系統(tǒng)評價其自清潔性能的標(biāo)準，文中通過自建測試標(biāo)準體系對這一問題進行研究。

２.試驗

２.１ 試驗材料試劑：納米ＴｉＯ２分散液、分散劑六偏磷酸鈉、氯化鈉等。試樣：２０ｃｍ×２０ｃｍ白色純棉布數(shù)塊。

２.２ 試驗儀器ＦＯＭ７１ＣＬＳ型歐標(biāo)縮水率試驗機、ＤＨＧ９１４８Ａ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、PL303型電子天平、ＧＴ-7035-ＵＢ型耐黃變試驗箱、超聲波分散儀、Ｄ４１３Ａ型ＤｉｇｉＥｙｅ數(shù)碼測色系統(tǒng)等。

２.３整理液配置流程將納米ＴｉＯ２分散液加入至規(guī)定體積的三級水中→超聲振蕩１５ｍｉｎ→加入分散劑機械攪拌２０ｍｉｎ→超聲振蕩１０ｍｉｎ→加入其他助劑充分攪拌。

２.４工藝流程按ＧＢ／Ｔ８６２９-２００１中５Ａ程序?qū)υ嚇酉礈欤贝巍谜麴s水清洗、烘箱烘干→將織物浸漬于整理液中（浴比１：１５，室溫，浸泡３０ｍｉｎ）→二浸二軋（帶液率１００％）→烘干（８０℃預(yù)烘１０ｍｉｎ，１５０℃焙烘３ｍｉｎ）。

２.５自建測試標(biāo)準體系為了能夠更好地量化光觸媒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(biāo)準，該論文自建測試標(biāo)準體系如下：

２.５.１紫外光源儀器：ＧＴ-７０３５-ＵＢ型耐黃變試驗箱、紫外波長：２８０ｎｍ——４００ｎｍ、功率：３０ｗ。

２.５.２標(biāo)準污物取０.０５ｇ亞甲基蘭，加入３０ｍＬ三級水中攪拌，攪拌均勻后加入２０ｍＬ１４＃機油，１０００ｒ／ｍｉｎ-２０００ｒ／ｍｉｎ機械攪拌３０ｍｉｎ，得深藍色粘稠油污。

２.５.３評級方式：ＧＢ／Ｔ２５１-２００８評定沾色用灰色樣卡或儀器評級

２.５.４試驗步驟

（１）用移液管移?。?span style="font-size: 20px;">.２ｍＬ標(biāo)準污物滴在試樣中央，加蓋一塊聚乙烯薄膜，在薄膜上，用直徑６４ｍｍ，重２.２５ｋｇ的圓柱形重錘（不銹鋼或其它物質(zhì)）壓１ｍｉｎ后取下薄膜，靜置２０ｍｉｎ后用灰色樣卡或儀器對沾污程度進行評級，然后進行照射測試。

（２）使用培養(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，置于光源下照射一定時間，照射結(jié)束后再用灰色樣卡或儀器對沾污程度進行評級。

２.５.５自清潔等級自清潔等級為將照射前的沾色等級減去照射后織物上沾色等級，其中差值越大，則表明試樣的光催化自清潔能力越強。

３.結(jié)果與討論

按照自建標(biāo)準測試方法，分別對光觸媒整理試樣及空白試樣進行紫外線照射及自然光照射測試，儀器評級記錄自清潔等級，觀察光催化自清潔效果。

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３.１紫外光源下不同照射距離對織物自清潔性能的影響

    通過８ｈ的紫外燈照射，可發(fā)現(xiàn)試樣的自清潔等級與照射距離具有一定的關(guān)系，試驗結(jié)果如圖１所示從圖１中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級隨著照射距離的增加而逐漸下降，這主要由于光照能量與照射距離成反比，隨著照射距離的增加光照能量逐漸降低，其中在照射距離為２０ｃｍ時均出現(xiàn)下降。同時通過對比光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級，可以知道光觸媒整理試樣的自清潔等級均高于空白試樣，表明光觸媒整理試樣具有一定的自清潔效果，但由于其自清潔等級均不高，表明整理試樣的光催化自清潔能力不高，這可能與光觸媒整理工藝有關(guān)，促使部分納米二氧化鈦聚集失效。

３.２紫外光源下不同照射時間對織物自清潔性能的影響

    通過照射距離２０ｃｍ的紫外燈照射，可發(fā)現(xiàn)試樣的自清潔等級與照射時間具有一定的關(guān)系，試驗結(jié)果如圖２所示。從圖２中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級隨著照射時間的增加而逐漸增加，這主要由于光照能量與照射時間成正比，隨著照射時間的增加光照能量逐漸提高，其中在照射時間為１２ｈ時出現(xiàn)提高，且參考ＨＧ／Ｔ３６８９-２００１鞋類耐黃變試驗方法中試驗時間后可得試驗時間為１２ｈ比較適合。

    同時通過對比光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級，可以知道光觸媒整理試樣的自清潔等級均高于空白試樣，表明光觸媒整理試樣具有一定的自清潔效果，但由于其自清潔等級均不高，表明整理試樣的光催化自清潔能力不高，這可能與光觸媒整理工藝有關(guān)，促使部分納米二氧化鈦聚集失效。

３.３自然光下不同照射時間對織物自清潔性能的影響

    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，雖然可以加速自清潔速度，但是不能反映出在自然光線下的自清潔能力和速度，因此，自然光下的自清潔能力探討也是必不可少的。選擇實驗時間為福州地區(qū)２０１２年１０月９：００——１７：００，一天之中自然光的照射強度均會處于不斷變化之中，通過自然光下的照射，可發(fā)現(xiàn)試樣的自清潔等級與照射時間具有一定的關(guān)系，試驗結(jié)果如圖３所示。

    圖３自然光下不同照射時間與自清潔等級的關(guān)系從圖３中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級隨著照射時間的增加而逐漸增加，這主要由于光照能量與照射時間成正比，隨著照射時間的增加光照能量逐漸提高，這與實驗室中紫外光源下不同照射時間對織物自清潔性能的影響趨勢是一致的。同時通過對比光觸媒整理試樣與空白試樣的自清潔等級，可以知道光觸媒整理試樣的自清潔等級均高于空白試樣，表明光觸媒整理試樣具有一定的自清潔效果，但由于其自清潔等級均不高，表明整理試樣的光催化自清潔能力不高，這可能與光觸媒整理工藝有關(guān)，促使部分納米二氧化鈦聚集失效。

３.４耐洗性測試

    針對光觸媒整理試樣與空白試樣進行耐洗性測試，其中洗滌程序為ＧＢ／Ｔ８６２９——２００１５Ａ程序、干燥程序為懸掛晾干，分別連續(xù)洗滌５次、１０次、２０次，水洗后樣品分別進行紫外光及自然光下照射測試，測試結(jié)果如表１所示潔等級隨著洗滌次數(shù)的增加而逐漸降低，這主要由于樣品經(jīng)過光觸媒整理加工，隨著洗滌次數(shù)的增加，樣品上的光觸媒整理劑逐漸減少，導(dǎo)致其功能整理效果逐漸降低。而空白試樣由于未經(jīng)過功能整理，因此洗滌前后的自清潔等級基本一致。

    從表中數(shù)據(jù)還可發(fā)現(xiàn)，光觸媒整理試樣經(jīng)過５次洗滌后其自清潔等級已出現(xiàn)較大幅度的降低，已基本接近于空白試樣的自清潔等級，表明其自清潔效果已基本失去，這主要由于光觸媒整理工藝不夠完善。同時，由以上數(shù)據(jù)分析可發(fā)現(xiàn)通過自建測試標(biāo)準體系進行的自清潔等級測試同樣能夠較好地區(qū)分不同洗滌次數(shù)后各種樣品的自清潔性能，為相關(guān)產(chǎn)品的科研生產(chǎn)、統(tǒng)一質(zhì)量評價方法提供依據(jù)。

４.結(jié)論

（１）光觸媒整理試樣的自清潔等級隨著照射距離的增加而逐漸下降，通過以上數(shù)據(jù)及參考ＨＧ／Ｔ３６８９-２００１鞋類耐黃變試驗方法確定照射距離為２０ｃｍ。

（２）光觸媒整理試樣的自清潔等級隨著照射時間的增加而逐漸提高，通過以上分析確定照射時間為１２ｈ。

（３）經(jīng)過光觸媒后整理的織物，其自清潔等級隨著洗滌次數(shù)的增加而逐漸降低。

（４）針對目前光觸媒紡織品自清潔標(biāo)準的缺失狀況，利用亞甲基蘭，設(shè)計了一套自建測試標(biāo)準體系，經(jīng)過實際測試檢驗，可以恰當(dāng)?shù)亍⒅庇^地表征光觸媒紡織品的自清潔能力，為相關(guān)產(chǎn)品的科研生產(chǎn)、統(tǒng)一質(zhì)量評價方法提供依據(jù)