自清洁纺织品的研究进展

摘 要：随着科技和社会的不断进步，人们对于日常生活中所接触的纺织品也有了新的要求，已由较单一的舒适型逐渐向安全，健康，自洁等功能型转变。纺织品由于其自身的微孔结构，长期以来被人们认为是最适合真菌和细菌等微生物滋生和繁殖的温床，而自清洁织物不仅能很好地去除咖啡和红酒等有机污物，而且能有效防止微生物污染。因此，开发具有自清洁性能的纺织品将具有非常广阔的市场前景和现实意义。

关键词：纺织品；自清洁；微生物污染；有机污物

我国是纺织品生产和加工大国，随着科技和社会的不断发展与进步，人民生活水平逐渐提高，人们对纺织品的要求也正在逐步变化，从较为单一的保暖舒适型逐渐向安全、健康、自洁、美观等功能型转变[1]。为了适应社会市场需求，提升产品档次，增加产品附加值，新型的自清洁纺织品应运而生。

在日常生活中，人们不可避免地会接触到各类真菌、细菌等微生物，而各式纺织品往往是它们的良好栖息地，这些微生物在合适的外界条件下迅速繁殖，不仅会使纤维制品变色、发霉、脆化降解，而且还会对人体皮肤产生异常的刺激，诱发各种皮肤疾病，影响人们身体健康[2]。同时，它们还会通过间接的方式传播疾病，如在医院、宾馆、饭店、浴室、养老机构等公共场所引起的交叉感染，影响环境卫生[3]。因此，对纺织品抗菌性能的研究和开发就显得格外重要。此外，新型的自清洁纺织品除了需具有优良的抗菌性能，还应对有机污染物具有一定的去除能力，使得人们在日常的工作和生活中不经意间沾染的污物，如咖啡、红酒等能够通过纺织品的自清洁性能进行自我降解，防止污染。

1 纳米技术在自清洁纺织品中的应用

随着时代的发展，由于传统制备方法已不能完全满足现代纺织品的多种需求，且在其洗涤或穿着过程中的优越性日显不足，而纳米技术能使纺织品具备高耐久性[4]。纳米材料除能够直接添加到合成纤维中使复合材料改性外，也能通过对天然纤维的整理赋予其特殊的性能。而且，存于纤维表层的纳米粒子不会影响其透气性或手感，因此，纳米技术可使新型纺织品的功能如虎添翼，超越传统织物[5]。

如今，纳米技术已进入自清洁纺织品的开发领域[6]。由于构成微纳米材料的微粒具有特殊的表面效应和小尺寸效应，因此能够产生与常规材料不同的物理、化学性质，如具有高强度、高韧性、良好的导电和静电屏蔽效应，并能够抗紫外线、吸收可见光和红外线、抗老化，具有很强的抗菌除臭功能和吸附性能等[7]。将具有特殊性能的纳米材料与纺织材料进行复合，制成的各种功能纺织品的优越性显而易见[8]：首先，在防水和去污方面，纳米技术可使杂质微粒不再黏附于纺织品纤维上；其次，负载于纺织品表面的某些纳米光催化剂可利用太阳光射线降解有机污染物。由此，自清洁纺织品不仅能很好地清除咖啡和红酒之类的污物，而且也能有效地防水、防臭和抗菌。目前，世界上许多国家各地的研究机构，都推出了纳米纺织产品[9]。

2 抗菌自清洁纳米复合材料

由纤维组成的纺织品，由于其多孔式物体形状和高分子聚合物的化学结构利于微生物附着，成为微生物滋生、繁殖的良好寄生体，它除了对人体的造成危害之外还会污染纤维。抗菌织物是指对细菌、真菌及病毒等微生物有杀灭或抑制作用的纤维织物，其目的不仅是为了防止纺织品被微生物粘附而损伤，更重要的是为了防止传染疾病，它能够隔离病菌和阻止微生物的过度繁殖，在人体皮肤这样的自然屏障外增加一道防御屏障，保证人体的健康和穿着舒适，降低公共环境的交叉感染率，使纺织品获得卫生保健的新功能[10]。

目前作用于纺织品上的常见抗菌物质主要分为有机抗菌剂和无机抗菌剂，有机抗菌剂的主要抗菌原理是将带正电荷的胺基与细胞表面的负离子相结合，破坏细胞膜，从而杀死细菌。由于其具有杀菌力强、来源广泛、效果迅速、价格便宜等优点，曾得到广泛应用；但在使用过程中，人们发现这类抗菌剂具有一定的挥发性，且耐热性较差，难以与纺织纤维熔纺，且在长期使用后有析出现象产生，会对人体造成危害，因此，人们又将注意力逐渐转向无机类抗菌剂。与有机类抗菌剂相比，无机抗菌剂不仅具有广谱、高效、持久的抗菌性能，且使用安全，对环境友好，为绿色环保纺织品的生产开辟了另一新的方向。

3 光催化自清洁纳米复合材料

鉴于抗菌织物对人体健康和卫生保健的诸多贡献，人们对于纺织品表面所沾染的有机污物的去除方法也进行了相关研究，其中光催化技术引起学者们极大的兴趣。光催化技术是指利用不同光源照射某些物质使之发生催化反应，能被光催化反应的物质叫光催化剂。目前报道应用较多的光催化剂主要是TiO2，有潜力作为光催化剂的还有ZnO和SiO2等纳米材料。

将光催化剂与纺织纤维进行复合所制成的自清洁纺织品主要表现为光自清洁处理过程。这是通过在纺织品表面附着TiO2、ZnO等具有光氧化催化能力的光催化剂，这类光催化剂在紫外线或太阳光的照射下发生的光催化反应所形成的空穴/电子对与沾附在纺织品上的有机污垢结合而发生氧化还原反应，彻底将其氧化形成CO2和水等无毒无害物质；另一方面，h+/e-与表面和空气中水反后可产生ROS和・OH等活性物质，它们具有强氧化作用，不仅能氧化纺织品表面所黏附的微生物，也可将所沾染的有机化学污染物降解完全，从而起到杀菌、除臭、自洁等作用。由于在上述反应过程中光催化剂不直接参与反应，从而使得该反应可反复进行，因此，光催化剂可不断地清除纺织品上的污物。

随着国民经济的不断发展和人们保健意识的提高，我国的消费市场日益呈现出对自清洁纺织品越来越旺盛的需求趋势，开发和应用自清洁纺织布有着十分重要的意义和广阔的市场前景，也已成为纺织布行业发展的主要方向之一。

参考文献

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