1引言

納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(jí)(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。由于其組成單元的尺度小，界面占用相當(dāng)大的成分。因此，納米材料具有多種特點(diǎn)，這就導(dǎo)致由納米微粒構(gòu)成的體系出現(xiàn)了不同于通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質(zhì)。納米體系使人們認(rèn)識(shí)自然又進(jìn)入一個(gè)新的層次，它是聯(lián)系原子、分子和宏觀體系的中間環(huán)節(jié)，是人們過(guò)去從未探索過(guò)的新領(lǐng)域，實(shí)際上由納米粒子組成的材料向宏觀體系演變過(guò)程中，在結(jié)構(gòu)上有序度的變化，在狀態(tài)上的非平衡性質(zhì)，使體系的性質(zhì)產(chǎn)生很大的差別。[1]

為此，在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，瑞典德高公司隆重推出第二代德科納米產(chǎn)品，無(wú)需添加交聯(lián)劑以及其它輔助助劑，不含歐盟2006/122/EC指令和Oeko-Tex 100所限止的PFOA和PFOS。德科納米(TEXCOTE)處理后織物獲得納米整理效果，如拒水、拒油、防污、抗菌等。這種“四防”紡織品目前已廣泛地應(yīng)用于服裝面料、餐桌用布、裝飾用布、玩具用布、軍隊(duì)用布等多種領(lǐng)域。

2納米整理原理

近30多年來(lái)，德國(guó)科學(xué)家通過(guò)掃描電鏡和原子力顯微鏡對(duì)荷葉等2萬(wàn)種植物的葉面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，揭示了荷葉拒水自潔的原理。荷葉效應(yīng)的秘密主要在于它的微觀結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)，而不在于它的化學(xué)成分。[2]在所有的植物中，荷葉的拒水自潔作用強(qiáng)，水在其表面的接觸角達(dá)到160.4°，除了荷葉外，芋頭葉和大頭菜葉的拒水自潔作用也很強(qiáng)，水在其上的接觸角分別達(dá)到160.3°和159.7°。水在各種常見(jiàn)纖維表面上的接觸角如表1所示。[3]

表1 各種纖維與水的接觸角

纖維	測(cè)定者所測(cè)定的接觸角（°）
	立花等	根本等	Hollies等	Stewart等
棉	59	－	－	47
粘膠	38	－	－	39
羊毛	81	78	85	－
錦綸	64	61	83	70
腈綸	53	53	－	48
滌綸	67	64	79	75

雖然不同的測(cè)定者數(shù)據(jù)有差異，但從總體上看，沒(méi)有一種纖維使水在其表面的接觸角大于90°，所以常見(jiàn)紡織纖維都不具有拒水能力，更不具有拒油能力。[4]

德科納米(TEXCOTE)技術(shù)是通過(guò)化學(xué)手段將尺寸在100納米左右的微粒植入到纖維和面料表層及可及區(qū)面，利用三維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)將雙疏納米材料固定于纖維可及區(qū)間，由于雙疏納米原料具有拒水拒油拒污的物質(zhì)顆?？梢栽诶w維形成一個(gè)均勻、間隙極其微小的（100納米尺度）保護(hù)結(jié)構(gòu)，這種保護(hù)結(jié)構(gòu)非常類似于自然界荷葉表面的特有結(jié)構(gòu)，大幅度地提高了物品表面與外來(lái)物質(zhì)接觸時(shí)的比表面積，使得常溫常壓下的水滴、塵埃、細(xì)菌、污漬和油滴難以透過(guò)間隙進(jìn)入到纖維和面料內(nèi)部，從而使產(chǎn)生了特殊的表面作用效果—納米處理效果。同時(shí)，由于在德科納米整理劑中含有納米級(jí)別的二氧化鈦，光催化下生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，當(dāng)遇到細(xì)菌時(shí)，直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞，致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物降解，以此殺滅細(xì)菌，并使之分解。[5]

德科納米處理后，由于形成保護(hù)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)顆粒極其微小，所以可以幾乎不改變面料原有的特性（如外觀、顏色、手感、舒適度等）。

3實(shí)驗(yàn)部分

3.1實(shí)驗(yàn)材料、藥品、儀器

棉織物、毛織物、尼龍織物、滌綸織物、德科納米（TEXCOTE）整理液、烘箱、軋車、噴淋法測(cè)試儀、測(cè)試用油、標(biāo)準(zhǔn)洗衣機(jī)

3.2工藝流程和工藝條件

浸軋法

浸軋（一浸一軋）—烘干—焙烘

帶液率：72%（化纖50-60%）。烘干溫度和時(shí)間：110℃x3 min。焙烘溫度和時(shí)間：150-170℃x1-2 min (化纖40-60sec)。整理液pH=4.5-5.5。

3.3性能測(cè)試

3.3.1拒水性

拒水性按AATCC 22-2005標(biāo)準(zhǔn)，在AATCC噴淋法測(cè)試儀上測(cè)定，取3次平均值。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：100分－0分。

3.3.2拒油性

拒油性按AATCC 118-2002標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，取5次平均法，8級(jí)好，1級(jí)差。

3.3.3耐洗性

耐洗性按AATCC 135-2004家用洗滌方法標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，40℃洗滌，12min一次，60－70℃轉(zhuǎn)籠烘干。

3.3.4抗菌性

抗菌性按ATCC 25922（大腸桿菌），ATCC 4352（肺炎克雷伯氏菌），ATCC 25923（金黃色葡萄球菌）標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。由香港標(biāo)準(zhǔn)及檢定中心(STC)測(cè)定。

3.3.5生態(tài)環(huán)保性

Oeko-Tex 100由瑞士紡織檢定中心(TESTEX)測(cè)定。

4結(jié)果與討論

4.1不同纖維的大貨生產(chǎn)樣的拒水、拒油、耐洗性測(cè)試情況見(jiàn)表2

表2 大貨樣品測(cè)試情況表

織物類型	用量	初始效果（拒水）	初始效果（拒油）	水洗后效果（拒水）	水洗后效果（拒油）
100％滌綸	20g/L	100分	6級(jí)	60次后80分	60次后2級(jí)
70/30滌毛面料	30g/L	100分	6級(jí)	30次后70分	30次后2級(jí)
尼龍雨傘布	20g/L	100分	6級(jí)	40次后70分	40次后2級(jí)
全棉梭織斜紋布	40g/L	100分	6級(jí)	30次后75分	30次后3級(jí)

由表2可知，滌、毛、棉、尼龍等面料初始拒水效果為100分，初始拒油效果為6級(jí)，并且均具有優(yōu)異的耐水洗性。

4.2抗菌性測(cè)試結(jié)果

生產(chǎn)樣由香港標(biāo)準(zhǔn)及檢定中心(STC)測(cè)定抗菌效果。[5]結(jié)果如表3

表3抑制細(xì)菌情況表

	大腸桿菌（ATCC 25922）	肺炎克雷伯氏菌 （ATCC 4352）	金黃色葡萄球菌（ATCC 25923）
抑菌率（％）	97.6%	99.5%	96.5%

由表2可知，經(jīng)德科(TEXCOTE)納米處理的織物對(duì)細(xì)菌具有很高的抑制率，可用于內(nèi)衣、醫(yī)用等紡織品，提供對(duì)人體的安全保護(hù)。

4.3經(jīng)過(guò)德科納米處理后面料Oeko-Tex 100測(cè)試結(jié)果，見(jiàn)表5

表4 Oeko-Tex 100檢驗(yàn)報(bào)告

測(cè)試項(xiàng)目	測(cè)試結(jié)果	Oeko-Tex 100要求（ClassⅡ）	單位	測(cè)試方法
pH值	6.0	4.0-7.5		ISO 3071
甲醛	n.d.	n.d.	mg/kg	JIS L 1041
可萃取重金屬				Oeko-Tex 200，3.1
銻(Sb)	<0.01	<30.0	mg/kg
砷(As)	<0.01	<0.2	mg/kg
鉛(Pb)	<0.01	<0.1	mg/kg
鎘(Cd)	<0.01	<0.1	mg/kg
總鉻(Cr)	<0.01	<1.0	mg/kg
鈷(Co)	0.13	<1.0	mg/kg
銅(Cu)	<0.01	<25.0	mg/kg
鎳(Ni)	<0.01	<1.0	mg/kg
汞(Hg)	<0.01	<0.02	mg/kg
硒(Se)	<0.01	無(wú)要求	mg/kg
鋅(Zn)	1.07	無(wú)要求	mg/kg
錫(Sn)	<0.01	無(wú)要求	mg/kg
酚類物質(zhì)				Oeko-Tex 200，3
OPP	0.01	<50.0	mg/kg
總TeCP	<0.01	<0.05	mg/kg
PCP	<0.01	0.05	mg/kg
有機(jī)錫化合物				Oeko-Tex 200，7
TBT	n.d.	<0.5	mg/kg
DBT	n.d.	<1.0	mg/kg
MBT	n.d.	無(wú)要求	mg/kg
TPhT	n.d.	<1.0	mg/kg
PFOA/PFOS				Oeko-Tex 200，8
PFOA	n.d.	<0.1	mg/kg
PFOS	n.d.	<1.0	µg/kg

經(jīng)過(guò)德科納米處理后，完全符合Oeko-Tex 100標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級(jí)產(chǎn)品的要求，證書編號(hào)HKMO 063644。從測(cè)試結(jié)果看，有許多項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)達(dá)到并嚴(yán)于Oeko-Tex 100標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.4急性毒性、皮膚刺激實(shí)驗(yàn)，眼睛刺激試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表5

表5 急性毒性、皮膚刺激試驗(yàn)，眼睛刺激試驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目	結(jié)果	檢測(cè)方法
急性毒性LD50	>2000mg/kg	GB 15193.3-2003
急性皮膚刺激性	無(wú)刺激性	GB 7919.5.3-1987
眼睛刺激性	無(wú)刺激性	GB 7919.5.3-1987

結(jié)果表明德科納米整理劑無(wú)毒、無(wú)刺激性。

4.5其它生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表6

表6其它生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

項(xiàng)目	結(jié)果	檢測(cè)方法
BOD5	17mg/L	DIN/EN 1899-1
COD	551mg/L	ISO/DIS 15705

結(jié)果表明德科納米整理劑具有較低的COD和極低的BOD，減輕污水排放壓力，因此對(duì)于環(huán)境更為有利。

5結(jié)論

5.1德科納米(TEXCOTE)整理劑處理時(shí)，無(wú)需添加其它助劑，操作簡(jiǎn)單易行。

5.2德科納米(TEXCOTE)整理劑對(duì)所有纖維織物（棉、麻、絲、毛纖維及化學(xué)纖維）均能取得很好的拒水拒油以及耐洗效果。

5.3經(jīng)德科納米(TEXCOTE)處理的織物細(xì)菌的抑制率很高，可用于內(nèi)衣、醫(yī)用等紡織品。

5.4德科納米整理劑符合Oeko-Tex 100要求，并且無(wú)刺激性和毒性，環(huán)保，污水排放壓力小。

參考文獻(xiàn)：

［1］夏冬等．瑞典德科(TEXCOTE)納米劑的整理原理及應(yīng)用工藝研究．印染，2006，32(11)：26～29.

［2］ Wilhelm Barthlott.Christoph Neinhuis. 1’effect Lotus: Surfaces Autonettoyantes Selon 1’example de Nature．International Textile Bulletin，2001(1) ：8-12．?

［3］ 杜文琴．荷葉效應(yīng)在拒水自潔織物上的應(yīng)用．印染，2001(9)：36～43．

［4］ 李淑華等．滌綸織物防水透濕與拒水拒油整理的發(fā)展［J］．紡織學(xué)報(bào)，2002，24(5)：118～120．

［5］瑞典德科（TEXCOTE）納米有關(guān)資料[C]擴(kuò)展閱讀：https://www.alltextile.cn/product/product-35-939.html
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