納米光觸媒在紡織品上的應(yīng)用

    納米級光觸媒在生活中應(yīng)用廣泛，特別是在在紡織品上方面的應(yīng)用個(gè)別國家廣泛，在這里中康新材料為大家詳細(xì)介紹下納米光觸媒在紡織品上的應(yīng)用。

    正是由于納米ＴｉＯ２具有的特殊的光催化特性，賦予了其在紡織領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。將納米光觸媒ＴｉＯ２處理到紡織品上，使織物具有光催化的功能，獲得降解ＶＯＣ、消除異味、抗菌、防污以及自清潔等功能。這種光觸媒功能織物可用于室內(nèi)家紡用品，也可用于服裝面料。

相關(guān)閱讀：光觸媒在各行業(yè)有哪些應(yīng)用？

１.抗紫外紡織品紫外線具有殺菌消毒、促進(jìn)維生素Ｄ合成的功能。但如果照射過量，過量的紫外線引起光化學(xué)反應(yīng)，可使人體機(jī)能發(fā)生一系列變化，尤其是對人體的皮膚、眼睛以及免疫系統(tǒng)等造成危害，一般紫外線分為短波（ＵＶＣ：１００-２８０ｎｍ）、中波（ＵＶＢ：２８０-３２０ｎｍ）、長波（ＵＶＡ：３２０-４００ｎｍ）。研究表明，對人體造成傷害的主要是ＵＶＡ和ＵＶＢ，可嚴(yán)重灼傷暴露皮膚，引發(fā)光毒性和光變態(tài)反應(yīng)，最后進(jìn)一步演化為皮膚癌。據(jù)美國皮膚癌學(xué)會(huì)雜志調(diào)查，越來越多的３５歲以下的年輕人受日光性皮炎的折磨，每年有６０萬人染上皮膚癌，萬余人死亡。據(jù)調(diào)查，世界上皮膚癌發(fā)病率以１０％的速度逐年上升。這些都與臭氧層減少有關(guān)，臭氧層每減少１０％，人類皮膚癌發(fā)病率將增加２６％。因此，紡織品進(jìn)行抗紫外線整理已經(jīng)到了刻不容緩的地步。根據(jù)光學(xué)原理，紫外線照射到織物上，部分被反射，部分被吸收，部分透過織物。增強(qiáng)織物對紫外線的反射或吸收，就能達(dá)到織物抗紫外線的功能。納米光觸媒ＴｉＯ２顆粒具有很好的反射和吸收紫外線的能力，在聚合或紡絲的過程中加入納米粉體，使其滲入到纖維內(nèi)部，達(dá)到抗紫外的效果；也可在后整理過程中，將納米粉體加入到浸軋液或涂層劑中，進(jìn)行浸軋或涂層整理，使納米粉體進(jìn)入纖維間隙之中或在織物表面形成一層薄膜，達(dá)到抗紫外線的目的。沈勇等采用化學(xué)方法對納米ＴｉＯ２表面進(jìn)行化學(xué)修飾，在多羥基的有機(jī)溶劑中，加入適量的高分子分散劑攪拌，再加入納米ＴｉＯ２粉末，進(jìn)行超聲分散，制成具有反應(yīng)性基團(tuán)的簡單納米有機(jī)化合物，并對整理到棉織物上的方法以及抗紫外線的性能進(jìn)行了研究。將漂白平布用可溶性還原桃紅ＩＲ染色，利用光敏性染料的感光活性對織物紫外透射率進(jìn)行測定。將整理后的織物和對照織物分別覆蓋在染色布上，用標(biāo)準(zhǔn)紫外光源高壓汞燈曝光，以未曝光的染色布為標(biāo)樣，在測色配色儀上測定曝光后染色布的色度值和色差值。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過納米ＴｉＯ２整理的織物，抗紫外性能有顯著提高。王明勇等以鈦醇鹽為前軀體，采用溶膠-凝膠法制備出二氧化鈦納米溶膠。先將鈦醇鹽溶于乙醇等有機(jī)溶劑中，嚴(yán)格控制酸度、前軀體用量、反應(yīng)速度等條件，使鈦醇鹽水解，生成１ｎｍ左右的粒子并形成均一穩(wěn)定的溶膠，并對白色純棉府綢進(jìn)行整理，賦予了棉織物良好的抗紫外性能。

２.抗菌紡織品從１９９６年日本爆發(fā)Ｏ-１５７大腸桿菌事件，以及２００３年我國爆發(fā)的ＳＡＲＳ事件以來，世界范圍內(nèi)都越來越重視光觸媒抗菌產(chǎn)品的開發(fā)。服用紡織品在人體穿著的過程中，不可避免會(huì)沾染汗液、皮脂和其他分泌物，同時(shí)也會(huì)被環(huán)境沾污，細(xì)菌等各類微生物就在這些紡織品上滋生。納米ＴｉＯ２抗菌紡織品在紫外線的照射下，依靠光催化作用，將細(xì)菌等有機(jī)物氧化成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，實(shí)現(xiàn)了抗菌效果。江海風(fēng)等人采用涂層整理的方法，以光合細(xì)菌作為標(biāo)底物對經(jīng)過涂層整理的布料進(jìn)行抗菌性實(shí)驗(yàn)，探討了涂覆ＴｉＯ２的織物的抗菌性能。實(shí)驗(yàn)表明，整理后織物抗菌性能較強(qiáng)，滅菌率達(dá)到９７％以上。鞠劍峰等通過溶膠凝膠法制備出ＴｉＯ２／ＳｉＯ２凝膠，再摻雜金屬銀離子，制成Ａｇ＋／ＴｉＯ２-ＳｉＯ２復(fù)合材料，通過浸軋焙烘的方法整理到紡織品上，抗菌實(shí)驗(yàn)采用大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為菌種，結(jié)果表明復(fù)合材料整理后的織物具有明顯的抗菌效果，抑菌圈達(dá)到１７-１８ｍｍ。

３.空氣凈化紡織品空氣中的污染物主要是揮發(fā)性有機(jī)化合物，包括汽車尾氣、工業(yè)排放的有害氣體、室內(nèi)家具釋放出的醛類有害氣體、吸煙時(shí)產(chǎn)生的刺激性氣體等。將納米ＴｉＯ２整理到室內(nèi)紡織品上，如地毯、窗簾和墊子等，或者整理到汽車內(nèi)裝飾材料上，可利用光催化特性降解室內(nèi)空氣環(huán)境中的有害物質(zhì)，這對于改善人們的居住生活環(huán)境，提高人們的健康水平具有十分重要的意義。日本率先在營運(yùn)車輛內(nèi)部采用涂覆納米ＴｉＯ２光催化膜的方式進(jìn)行車內(nèi)空氣凈化。

４.自清潔紡織品在光照條件下，納米光觸媒表面均勻分布著分離開的納米級的親水區(qū)和親油區(qū)，宏觀上納米光觸媒表面表現(xiàn)出親水和親油性。停止光照后，化學(xué)吸附的羥基被空氣中的氧取代，又從親水狀態(tài)回到疏水狀態(tài)。光觸媒就能在光和空氣中的水的作用下，將紡織品表面的灰塵和油污等去除，達(dá)到自清潔的作用。何燕芬等人針對不需要經(jīng)常洗滌或洗滌要求較高的高檔毛針織服裝，開發(fā)研制出一種復(fù)合納米自清潔整理劑，并總結(jié)出適合于毛針織企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的整理工藝方法。張路遙等人通過浸-軋工藝將二氧化鈦用于織物的自清潔整理，并根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)狀，自建了自清潔紡織品測試體系。Ｂｏｚｚｉ等人則研究了經(jīng)射頻等離子體、微波等離子體和真空紫外線預(yù)處理的漂白棉織物和絲光棉織物，經(jīng)金紅石型光觸媒ＴｉＯ２整理低溫日光照射后的自清潔性；并通過透射電鏡（ＴＥＭ）和Ｘ射線衍射（ＸＲＤ）等方法進(jìn)行表征，對納米ＴｉＯ２粒徑大小、用量對自清潔性的影響進(jìn)行研究。同時(shí)也對羊毛／錦綸混紡織物和滌綸織物的自清潔性進(jìn)行了研究，探索較佳的光觸媒整理溫度。

５.其它功能紡織品此外，在化學(xué)纖維中加入納米光觸媒粉末，可以產(chǎn)生良好的靜電屏蔽作用，可改善化學(xué)纖維的抗靜電性能。趙海洋，楊金波等人還研究了納米氧化物對純棉織物抗皺整理效果的影響規(guī)律，納米ＴｉＯ２對樹脂和纖維素的交聯(lián)起了催化作用。在納米ＴｉＯ２對純棉織物的抗皺整理過程中，既有傳統(tǒng)催化劑的催化作用，同時(shí)又有納米ＴｉＯ２的協(xié)同催化效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，經(jīng)納米ＴｉＯ２催化的織物折皺回復(fù)角高于未加納米ＴｉＯ２時(shí)的折皺回復(fù)角。