王金芳，胡海霞

（浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 紹興 312000）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)已成為世界上汽車工業(yè)發(fā)展最快速的國(guó)家，據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2018 年累計(jì)生產(chǎn)汽車2780.92 萬(wàn)輛，銷售汽車2808.06萬(wàn)輛，連續(xù)十年蟬聯(lián)全球第一，成為名副其實(shí)的世界汽車產(chǎn)銷第一大國(guó)[1]。汽車工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)汽車用紡織品行業(yè)的發(fā)展。按照表1 估算，2018 年我國(guó)生產(chǎn)汽車所需要的汽車內(nèi)飾紡織材料高達(dá)3.62×105～4.45×105t，折合為5.72×108～8.31×108m2，汽車用紡織品的國(guó)內(nèi)需求量日益增加，也讓汽車內(nèi)飾紡織品的市場(chǎng)空間越來(lái)越廣闊。調(diào)查表明，當(dāng)前我國(guó)汽車內(nèi)飾紡織品銷量每年正以15%～20%的速度遞增[2]。中國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)朱民儒認(rèn)為，汽車用無(wú)紡布目前已經(jīng)占據(jù)國(guó)內(nèi)無(wú)紡布生產(chǎn)總量的兩成。汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了汽車用紡織品的應(yīng)用，在拓寬傳統(tǒng)紡織品應(yīng)用范疇的同時(shí)，更將內(nèi)飾織物的舒適性、經(jīng)濟(jì)性和功能性納入了汽車業(yè)的發(fā)展之中。

表1 汽車用纖維及紡織材料用料估算表

車內(nèi)環(huán)境特別是車內(nèi)空氣的污染和難降解有機(jī)物在環(huán)境中持續(xù)增長(zhǎng)，再加上汽車用紡織品用的非織布在生產(chǎn)過(guò)程加入大量的粘合劑，這些粘合劑會(huì)產(chǎn)生甲醛、苯和甲苯等有害物質(zhì)，尤其是汽車在太陽(yáng)底下暴曬的情況下，車內(nèi)散發(fā)出各種有害氣味讓人難以忍受，對(duì)人們的健康造成很大的危害。此外，堆積在內(nèi)飾織物上的細(xì)菌、塵螨和難降解的有機(jī)物（由于汽車用紡織品不能拆洗）等嚴(yán)重影響了駕駛員和乘車人員的心情，威脅著人們的健康。研究顯示，長(zhǎng)時(shí)間在此環(huán)境下生活或者工作，駕駛員容易疲憊、心情不佳，從而容易發(fā)生交通安全事故，乘車人員也容易出現(xiàn)疲勞、情緒低落等不良癥狀。1989 年，Hickman 的研究表明，駕駛員和乘車人員接觸到的一氧化碳、氮氧化合物等污染比行人和騎自行車的人高10 倍甚至幾十倍[3]，故車內(nèi)污染問(wèn)題務(wù)必引起我們高度重視，開(kāi)發(fā)一種環(huán)境友好型的具備光催化功能性汽車用紡織品產(chǎn)品成為行業(yè)的焦點(diǎn)。

納米二氧化鈦（TiO2）具有性質(zhì)穩(wěn)定、光催化活性高、無(wú)毒無(wú)害以及光照后不發(fā)生光腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，半導(dǎo)體材料中TiO2一直扮演著重要的角色，也是人們研究的熱點(diǎn)[4-5]。TiO2納米光催化反應(yīng)不僅能殺死細(xì)菌，而且能降解由細(xì)菌釋放的有毒化合物。近年來(lái)，將納米TiO2材料與紡織品復(fù)合，開(kāi)發(fā)附加值高、功能性強(qiáng)的紡織品也成為一種趨勢(shì)和熱點(diǎn)[4-5]。本研究主要是針對(duì)以上問(wèn)題制備出一種N 摻雜TiO2穩(wěn)定的整理助劑，對(duì)汽車用紡織品進(jìn)行功能性后整理（主要指汽車制造時(shí)用的車體內(nèi)飾織物，如地毯、蓬蓋布、頂棚、門(mén)飾和護(hù)壁面料等非織造布），開(kāi)發(fā)出一種具有光催化功能性汽車用紡織品產(chǎn)品。

1 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)材料：N 摻雜TiO2（平均粒徑80nm）；針刺無(wú)紡布（189 m2/g）；聚丙烯酸銨為0.5g+聚乙二醇為1.0g，去離子水。

實(shí)驗(yàn)儀器：D40-2F 型電動(dòng)攪拌機(jī)，杭州儀表電機(jī)廠產(chǎn)；JY98-3D 型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司產(chǎn)；2000 型納米粒度儀，英國(guó)馬爾文公司產(chǎn)；JEM-3010 型透射電鏡，日本電子株式會(huì)社產(chǎn)；BS110S 型電子天平，北京賽多利斯天平有限公司產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)方法：將1g 的TiO2納米粉體，0.5g 的聚丙烯酸以及0.5g 聚乙二醇依次加入到100mL 的去離子水中，攪拌30min 成混合液，然后采用細(xì)胞粉碎劑超聲粉碎5min，得到一種穩(wěn)定分散的納米TiO2懸浮液。按照浴比為1:20，將針刺無(wú)紡布浸入上述懸浮液中保持3min，取出無(wú)紡布放入小軋車在一定的壓力條件下滾軋2 次，然后將軋后的針刺無(wú)紡布試樣在溫度為150℃的定型烘干機(jī)中先倍烘2min，再放入80℃的鼓風(fēng)干燥箱中正常烘干，即得到具有光催化自清潔功能的紡織品。

2 結(jié)果與討論

2.1 降解酸性橙的光催化性能測(cè)試

研究中以酸性橙Ⅱ作為有機(jī)物的目標(biāo)降解物，酸性橙Ⅱ是一種具有代表性的偶氮類染料，它具有苯環(huán)、萘環(huán)及發(fā)色的共軛體系等一系列難降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)。首先將酸性橙Ⅱ配制成80mg/L 的水溶液，使用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH=3，量取25mL 上述溶液至Pyrex 試管中；然后將汽車用的針刺無(wú)紡布試樣（1cm×5cm）放入裝有酸性橙Ⅱ溶液的Pyrex 試管中；最后將上述Pyrex試管放置于氙燈光催化反應(yīng)儀中，其中以500W 的氙燈為模擬光源進(jìn)行光催化降解反應(yīng)的光源。

在光催化反應(yīng)過(guò)程中，每間隔40min 即從光催化反應(yīng)儀中取出Pyrex 試管，用一次性吸管吸取5mL 試管中的酸性橙Ⅱ溶液，然后放入高速離心機(jī)進(jìn)行離心萃取，通過(guò)紫外風(fēng)光光度計(jì)對(duì)萃取的溶液進(jìn)行吸光度測(cè)試，通過(guò)朗勃特-比爾(Lambert-Beer)定律分析酸性橙Ⅱ溶液濃度變化，進(jìn)而對(duì)光催化整理的針刺無(wú)紡布降解有機(jī)物的催化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖1 為N-TiO2光催化降解酸性橙Ⅱ性能圖。

圖1 N-TiO2 光催化降解酸性橙Ⅱ性能圖

從圖1 可見(jiàn)，研發(fā)的光催化功能性汽車織物對(duì)酸性橙Ⅱ有良好的降解作用，經(jīng)過(guò)5h 的氙燈照射，酸性橙Ⅱ的濃度由原來(lái)的80.00mg/L 降解為1.15mg/L，降解率達(dá)到98.56%。

2.2 降解甲醛的光催化性能測(cè)試

依據(jù)GB18401-2010，將未整理針刺無(wú)紡布和經(jīng)過(guò)納米TiO2光催化劑整理的針織無(wú)紡布試樣采用濃度為65%的甲醛溶液處理后，兩者在同樣的條件下進(jìn)行24h 氙燈照射，測(cè)試上述試樣在光照前后的甲醛含量的變化。其中未經(jīng)過(guò)整理的試樣甲醛濃度由原來(lái)的15400mg/kg 降為10700mg/kg；而經(jīng)過(guò)光催化整理的試樣，經(jīng)過(guò)24h 模擬日照后，試樣中甲醛溶液濃度由起初的10700mg/kg 下降至430mg/kg，其降解率達(dá)到95.98%。

3 結(jié)語(yǔ)

制備出的TiO2穩(wěn)定的整理助劑，對(duì)汽車用紡織品進(jìn)行功能性后整理，采用針織無(wú)紡布作為整理對(duì)象做科學(xué)試驗(yàn)。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)該工藝技術(shù)制備的功能性無(wú)紡布具有良好的光催化自清潔效果。經(jīng)過(guò)5h 的氙燈照射，酸性橙Ⅱ的濃度由原來(lái)的80.00mg/L 降解為1.15mg/L,降解率達(dá)到98.56%；經(jīng)過(guò)24h 模擬日照后，織物中甲醛溶液的起初濃度為10700mg/kg，光照后試樣中的甲醛濃度為430mg/kg，其降解率達(dá)到95.98%。