自清潔紡織品的研究進(jìn)展

陳穎

摘 要：隨著科技和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活中所接觸的紡織品也有了新的要求，已由較單一的舒適型逐漸向安全，健康，自潔等功能型轉(zhuǎn)變。紡織品由于其自身的微孔結(jié)構(gòu)，長期以來被人們認(rèn)為是最適合真菌和細(xì)菌等微生物滋生和繁殖的溫床，而自清潔織物不僅能很好地去除咖啡和紅酒等有機(jī)污物，而且能有效防止微生物污染。因此，開發(fā)具有自清潔性能的紡織品將具有非常廣闊的市場(chǎng)前景和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：紡織品；自清潔；微生物污染；有機(jī)污物

我國是紡織品生產(chǎn)和加工大國，隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人民生活水平逐漸提高，人們對(duì)紡織品的要求也正在逐步變化，從較為單一的保暖舒適型逐漸向安全、健康、自潔、美觀等功能型轉(zhuǎn)變[1]。為了適應(yīng)社會(huì)市場(chǎng)需求，提升產(chǎn)品檔次，增加產(chǎn)品附加值，新型的自清潔紡織品應(yīng)運(yùn)而生。

在日常生活中，人們不可避免地會(huì)接觸到各類真菌、細(xì)菌等微生物，而各式紡織品往往是它們的良好棲息地，這些微生物在合適的外界條件下迅速繁殖，不僅會(huì)使纖維制品變色、發(fā)霉、脆化降解，而且還會(huì)對(duì)人體皮膚產(chǎn)生異常的刺激，誘發(fā)各種皮膚疾病，影響人們身體健康[2]。同時(shí)，它們還會(huì)通過間接的方式傳播疾病，如在醫(yī)院、賓館、飯店、浴室、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等公共場(chǎng)所引起的交叉感染，影響環(huán)境衛(wèi)生[3]。因此，對(duì)紡織品抗菌性能的研究和開發(fā)就顯得格外重要。此外，新型的自清潔紡織品除了需具有優(yōu)良的抗菌性能，還應(yīng)對(duì)有機(jī)污染物具有一定的去除能力，使得人們?cè)谌粘５墓ぷ骱蜕钪胁唤?jīng)意間沾染的污物，如咖啡、紅酒等能夠通過紡織品的自清潔性能進(jìn)行自我降解，防止污染。

1 納米技術(shù)在自清潔紡織品中的應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，由于傳統(tǒng)制備方法已不能完全滿足現(xiàn)代紡織品的多種需求，且在其洗滌或穿著過程中的優(yōu)越性日顯不足，而納米技術(shù)能使紡織品具備高耐久性[4]。納米材料除能夠直接添加到合成纖維中使復(fù)合材料改性外，也能通過對(duì)天然纖維的整理賦予其特殊的性能。而且，存于纖維表層的納米粒子不會(huì)影響其透氣性或手感，因此，納米技術(shù)可使新型紡織品的功能如虎添翼，超越傳統(tǒng)織物[5]。

如今，納米技術(shù)已進(jìn)入自清潔紡織品的開發(fā)領(lǐng)域[6]。由于構(gòu)成微納米材料的微粒具有特殊的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，因此能夠產(chǎn)生與常規(guī)材料不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，如具有高強(qiáng)度、高韌性、良好的導(dǎo)電和靜電屏蔽效應(yīng)，并能夠抗紫外線、吸收可見光和紅外線、抗老化，具有很強(qiáng)的抗菌除臭功能和吸附性能等[7]。將具有特殊性能的納米材料與紡織材料進(jìn)行復(fù)合，制成的各種功能紡織品的優(yōu)越性顯而易見[8]：首先，在防水和去污方面，納米技術(shù)可使雜質(zhì)微粒不再黏附于紡織品纖維上；其次，負(fù)載于紡織品表面的某些納米光催化劑可利用太陽光射線降解有機(jī)污染物。由此，自清潔紡織品不僅能很好地清除咖啡和紅酒之類的污物，而且也能有效地防水、防臭和抗菌。目前，世界上許多國家各地的研究機(jī)構(gòu)，都推出了納米紡織產(chǎn)品[9]。

2 抗菌自清潔納米復(fù)合材料

由纖維組成的紡織品，由于其多孔式物體形狀和高分子聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)利于微生物附著，成為微生物滋生、繁殖的良好寄生體，它除了對(duì)人體的造成危害之外還會(huì)污染纖維?？咕椢锸侵笇?duì)細(xì)菌、真菌及病毒等微生物有殺滅或抑制作用的纖維織物，其目的不僅是為了防止紡織品被微生物粘附而損傷，更重要的是為了防止傳染疾病，它能夠隔離病菌和阻止微生物的過度繁殖，在人體皮膚這樣的自然屏障外增加一道防御屏障，保證人體的健康和穿著舒適，降低公共環(huán)境的交叉感染率，使紡織品獲得衛(wèi)生保健的新功能[10]。

目前作用于紡織品上的常見抗菌物質(zhì)主要分為有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑，有機(jī)抗菌劑的主要抗菌原理是將帶正電荷的胺基與細(xì)胞表面的負(fù)離子相結(jié)合，破壞細(xì)胞膜，從而殺死細(xì)菌。由于其具有殺菌力強(qiáng)、來源廣泛、效果迅速、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，曾得到廣泛應(yīng)用；但在使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)這類抗菌劑具有一定的揮發(fā)性，且耐熱性較差，難以與紡織纖維熔紡，且在長期使用后有析出現(xiàn)象產(chǎn)生，會(huì)對(duì)人體造成危害，因此，人們又將注意力逐漸轉(zhuǎn)向無機(jī)類抗菌劑。與有機(jī)類抗菌劑相比，無機(jī)抗菌劑不僅具有廣譜、高效、持久的抗菌性能，且使用安全，對(duì)環(huán)境友好，為綠色環(huán)保紡織品的生產(chǎn)開辟了另一新的方向。

3 光催化自清潔納米復(fù)合材料

鑒于抗菌織物對(duì)人體健康和衛(wèi)生保健的諸多貢獻(xiàn)，人們對(duì)于紡織品表面所沾染的有機(jī)污物的去除方法也進(jìn)行了相關(guān)研究，其中光催化技術(shù)引起學(xué)者們極大的興趣。光催化技術(shù)是指利用不同光源照射某些物質(zhì)使之發(fā)生催化反應(yīng)，能被光催化反應(yīng)的物質(zhì)叫光催化劑。目前報(bào)道應(yīng)用較多的光催化劑主要是TiO2，有潛力作為光催化劑的還有ZnO和SiO2等納米材料。

將光催化劑與紡織纖維進(jìn)行復(fù)合所制成的自清潔紡織品主要表現(xiàn)為光自清潔處理過程。這是通過在紡織品表面附著TiO2、ZnO等具有光氧化催化能力的光催化劑，這類光催化劑在紫外線或太陽光的照射下發(fā)生的光催化反應(yīng)所形成的空穴/電子對(duì)與沾附在紡織品上的有機(jī)污垢結(jié)合而發(fā)生氧化還原反應(yīng)，徹底將其氧化形成CO2和水等無毒無害物質(zhì)；另一方面，h+/e-與表面和空氣中水反應(yīng)后可產(chǎn)生ROS和·OH等活性物質(zhì)，它們具有強(qiáng)氧化作用，不僅能氧化紡織品表面所黏附的微生物，也可將所沾染的有機(jī)化學(xué)污染物降解完全，從而起到殺菌、除臭、自潔等作用。由于在上述反應(yīng)過程中光催化劑不直接參與反應(yīng)，從而使得該反應(yīng)可反復(fù)進(jìn)行，因此，光催化劑可不斷地清除紡織品上的污物。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們保健意識(shí)的提高，我國的消費(fèi)市場(chǎng)日益呈現(xiàn)出對(duì)自清潔紡織品越來越旺盛的需求趨勢(shì)，開發(fā)和應(yīng)用自清潔紡織布有著十分重要的意義和廣闊的市場(chǎng)前景，也已成為紡織布行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。

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