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純棉織物負(fù)載稀土改性光觸媒的探究

來源:全球紡織網(wǎng) 發(fā)布時間:2014年12月13日

2.2.3 性能測試 

(1)抗菌測試 

分別將未經(jīng)光觸媒處理的織物和經(jīng)不同工藝參數(shù)光觸媒處理的織物滅菌后,在紫外光照射和24 ℃恒溫條件下培養(yǎng)24 h。 

(2)甲醛分解測定 

將原布、僅經(jīng)過光觸媒溶液二浸二軋的織物和經(jīng)過涂覆TiO2 處理后的織物分別置于甲醛分解測試裝置中,滴人液體甲醛。待箱體內(nèi)甲醛氣體濃度達(dá)到一穩(wěn)定值,開啟裝置。以254 nm波長、60 w功率的紫外燈光源持續(xù)照射6 h,測定密閉反應(yīng)裝置內(nèi)的甲醛氣體濃度。 

(3)織物強(qiáng)力測定 

測試織物原始強(qiáng)力及光觸媒處理后對基布的強(qiáng)力損傷。 

3 結(jié)果與討論 

3.1 整理織物的抗菌性能 

織物經(jīng)不同方式處理后的抗菌性能,如表2所示。 

從表2可以看出,未經(jīng)處理的織物對細(xì)菌沒有任何抑制作用;經(jīng)過光觸媒處理的布樣,對細(xì)菌均表現(xiàn)出抑制作用。光觸媒受到一定能量的光輻射時,能帶電子e-被激發(fā)到導(dǎo)帶上,并在價帶上產(chǎn)生帶正電荷的空穴h+ ,產(chǎn)生氧化性能很強(qiáng)的O- 、H2 O2 、OH ·,其中· OH是導(dǎo)致細(xì)胞失活的主要因素。 

處理工藝不同,織物的抗菌性差異很大。經(jīng)光觸媒浸軋工藝處理的織物,只有少量菌落,而且細(xì)菌分布均勻;經(jīng)光觸媒涂覆工藝處理的織物,菌落多且分布不均勻。因此浸軋?zhí)幚硇Ч黠@優(yōu)于涂覆效果。納米 TiO2 在織物中的百分含量決定了織物抗菌性的優(yōu)劣程度,含量高效果明顯。試驗(yàn)結(jié)果證明,經(jīng)浸軋方式的織物上納米TiO2 含量明顯高于涂覆織物。 

3.2 整理織物對甲醛的分解性能 

光觸媒在紫外光照射下產(chǎn)生的具有強(qiáng)氧化作用的超氧陰離子自由基和羥基自由基,可以降解甲醛氣體。 

活性羥基自由基和超氧陰離子自由基先共同作用,將甲醛氧化成羥酸,最終將其降解為二氧化碳和水。稀土元素本身不具有光催化活性,釹離子的摻雜會引起光觸媒表面結(jié)構(gòu)的變化,Nd3+ 的半徑遠(yuǎn)大于Ti4+ 的半徑,Ti4+ 可以進(jìn)入Nd203 晶格中,導(dǎo)致正負(fù)電荷不平衡。為彌補(bǔ)這種不平衡,光觸媒會吸附較多的氫氧根離子,表面氫氧根離子與光空穴反應(yīng),生成活性羥基,達(dá)到光電子與光空穴的有效分離,有效提高光催化活性及光觸媒含量。 

表3 甲醛分解性能比較 

注:l#一3#為一浸一軋工藝,軋液率分別為70% 、75% 和80%;4#~6#為二浸二軋工藝,軋液率分別為70%、75%和80%;7#一9#為涂覆工藝一;10#一12#為涂覆工藝二;13#一15#為涂覆工藝三(以下同)。 

從表3可看出,未經(jīng)處理的織物對甲醛無分解作用,采用浸軋工藝處理后的織物,對甲醛的分解作用大于經(jīng)涂覆工藝處理的織物。軋余率越大,分解甲醛效果越好;軋余率越小,織物上的TiO2 顆粒量隨之減少,分解甲醛效果越差;軋余率為70%時,對甲醛的分解率為32.12%。涂覆工藝處方中加入過多的助劑(如黏合劑等),TiO2 含量減小,分解甲醛效果差。光觸媒顆粒包覆在織物纖維的表面,黏合劑在水洗過程中易脫落,使織物失去抗菌性能。從表4可以看出,經(jīng)40℃溫水洗后,涂覆與浸軋?zhí)幚淼母骺椢镏泄庥|媒含量降低,甲醛分解率下降,尤其是浸軋?zhí)幚淼目椢锵陆颠_(dá)50%左右。 

3.3 光觸媒處理后棉織物的強(qiáng)力 

光觸媒處理后棉織物的強(qiáng)力如表5所示。 

從表5可知,經(jīng)紫外光照射后,未經(jīng)任何處理的棉織物強(qiáng)力不變;經(jīng)稀土改性光觸媒處理的棉織物強(qiáng)力均下降。其中,僅經(jīng)過光觸媒乳液浸軋?zhí)幚淼目椢飶?qiáng)力下降明顯。光觸媒顆粒與織物表面直接接觸會造成纖維損傷,軋余率過大的織物在烘干時易造成“泳移”,使光觸媒聚集,從而造成織物局部強(qiáng)力下降嚴(yán)重。涂覆工藝在處理過程中加入了黏合劑、交聯(lián)劑,在一定程度上隔離了光觸媒與織物的直接接觸,同時也增加了光觸媒與基布的粘結(jié)力,增大了它們之間的抗張強(qiáng)力和模量,因此強(qiáng)力損傷較少。 

4 結(jié)論 

經(jīng)稀土改性光觸媒處理的棉織物,在紫外線的照射下具有分解甲醛和抗菌的效果。光觸媒的百分含量是影響抗菌和甲醛分解效果的重要因素,光觸媒濃度越高,抗菌和甲醛分解效果越好。浸軋工藝處理的棉織物抗菌性與甲醛分解效果明顯;涂覆工藝處理的棉織物較浸軋工藝耐水洗性能好,織物抗外力的作用也更強(qiáng)。 

 

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