消臭纺织品及消臭产品测试评价的现状
2020-07-22
随着社会的发展进步,人们对身体健康的关注日趋密切,对适用于运动纺织品开发的关注点和关注面不断增加。在一些环境因素下,穿着的服装或使用的纺织品会发出某些臭味,影响运动的体验,严重的臭味甚至会危及身体健康,所以相关消臭纺织品就应运而生。同时相应的消臭纺织品国家检测标准也在日趋完善。
随着社会的发展进步,人们对身体健康的关注日趋密切,对适用于运动纺织品开发的关注点和关注面不断增加。在一些环境因素下,穿着的服装或使用的纺织品会发出某些臭味,影响运动的体验,严重的臭味甚至会危及身体健康,所以相关消臭纺织品就应运而生。同时相应的消臭纺织品国家检测标准也在日趋完善。
1 臭味种类及来源
日常生活中,人们会接触到各类臭味,主要是由微生物在适宜环境下对蛋白质等相关物质进行分解产生的特定的化学物质,通过鼻腔黏膜上的神经细胞,刺激大脑使人感知臭味,同时产生不愉悦的心情[1]。生活中常见的几种臭味及来源如表1所示[2]。
表1 生活中几种主要臭味成分
从表1中可以看出,日常生活中臭味主要的化学物质可分为硫基化合物和氮基化合物两大类,最具代表性的氨、甲基硫醇、三甲胺、硫化氢被称为“四大恶臭”,给人造成的感觉最为强烈,不仅会引起极度不适,还会融入血液危害身体健康。含有0.1% 硫化氢的气体可使人体中毒,浓度达到一定程度还可能致死[3-4]。
2 消臭方法
生活中,要减少臭味源头,在某种程度上会有一定限制,减少臭味的研究主攻方向大多集中在消臭,在臭味已经产生的情况下,消臭大体可分为四种方法。
2.1 物理方法
物理法是利用吸附剂去吸附臭味分子达到消臭的目的。常见的吸附剂有两种:一种为非极性吸附剂,如活性炭、硅胶、沸石等,其依靠较大比表面积,在分子力的用下完成吸附;另一种为极性吸附剂,如氧化锌等金属氧化物或金属盐类。物理法主要通过增加吸附面积,提高吸附能力来达到消臭的效果,但是在消臭的过程中易达到饱和状态,一方面降低了效率,另一方面会出现重新释放臭味的情况。
2.2 化学方法
化学法是通过特定的物质与臭味分子进行化学反应,使其产物变为无臭物质,从而达到消臭的效果。如聚丙烯酸酯类纤维中的羧基可以与氨进行中和反应,达到消氨臭的目的,不仅反应快,还可重复利用。类黄酮化合物可与臭味分子发生加成、中和反应,消除臭味分子。天然植物中的环糊精可以通过包络作用对氨、硫化氢进行吸附,消除氨臭和硫化氢臭。
2.3 催化法
催化法可分为生物催化和光催化。生物催化指某些微生物产生的酶可作为分解臭味分子的催化剂,在常温情况下分解臭味分子,如人工酶中的铁酞菁衍生物可消除硫化氢、醛、硫醇等臭味分子,这个反应条件温和,适用范围广。光催化主要是利用短波紫外线照射,光催化二氧化钛,在细菌表面发生强氧化反应,从而杀死细菌,达到杀菌除臭的效果。
2.4 感官法
感官法主要是通过掩盖法和中和法,降低人体对臭味的感知。掩盖法是利用芳香类物质,如桂花、薄荷醇等浓郁的味道,来掩盖空气的臭味,使人闻不到臭味。中和法是利用某些物质中和或吸收臭味分子,兼有物理、化学作用,如香根草精油可吸收硫化氢,对硫化氢进行中和,起到良好的消臭效果。
3 消臭纺织品及测试评价的现状
据调查,日本早在上世纪80年代就开始了消臭纺织品的研究,90年代后国际上形成一股开发热潮,陆续有相应的抗菌除臭产品投放市场。主要的存在方式为用消臭纤维为原料,制造成织物,或对织物进行后整理。
3.1 消臭纤维
具有消臭作用的纤维可分为天然纤维和合成纤维。天然纤维中以蛋白质为主要成分的羊毛纤维有较好的消臭效果,其中角蛋白侧链上的—COOH和—NH能够和氨、醋酸、异戊酸发生反应,达到消臭目的,且对这些物质的消臭率较高,一般能达到90%以上[5]。常见的消臭合成纤维有消臭粘胶纤维[6]、消臭尼龙纤维[7]、消臭聚酯纤维[8]、消臭聚丙烯纤维[9]等,其中消臭粘胶纤维的一种制备方法是,按照特定比例将海泡石微粉水溶液与粘胶纺丝液进行共混,用普通纺丝工艺及流程制备出消臭粘胶纤维,其主要是利用海泡石特性吸附臭味分子,达到迅速消臭的目的,对氨、醋酸、异戊酸等臭味气体可达到90%以上的消臭率[10]。
3.2 消臭后整理
后整理是将消臭助剂,通过浸轧烘干等流程整理到织物表面,使普通织物具有消臭的功能。由广东湛丰精细化工有限公司开发的BC200消臭剂,对含有聚酰胺纤维和聚酯纤维的纯纺或混纺织物进行后处理,可这些织物对氨、异戊酸的消臭率达到90%以上,经过洗涤50次后,尚有85%的消臭率,除臭效果明显[11]。据南通大学纺织服装学院张瑞萍课题组研究,经柠檬酸/β-环糊精整理后的涤纶织物,也具有良好的消臭能力[12]。
3.3 消臭纺织品相关测试标准
随着国内对功能纺织品检测方法研究不断深入,制定了相应的检测方法,主要有:1)GB/T 33610.2—2017《纺织品 消臭性能的测定 第2部分:检知管法》;2)GB/T 33610.3—2017《纺织品 消臭性能的测定第3部分:气相色谱法》;3)SN/T 2558.5—2013《进出口功能性纺织品检验方法 第5部分:消臭率的测定 检知管法》。由日本功能纺织品评价协会制定的JEC 301—2013中,也对纺织品的消臭性能的测试和评价进行了详细的规定,且被相关检测机构采用。
检知管法适用于纺织品对氨气、醋酸、甲硫醇、硫化氢臭味气体的消臭能力测试;气相色谱法适用于纺织品对吲哚、异戊酸、2-壬烯醛臭味气体的消臭能力测试;两种方法的原理相似,分别用检知管或气相色谱测试,放入试样的臭味分子容器(试样与臭味接触一定时间)和不含试样的臭味分子容器,计算得出ORR(异味成分浓度减少率)来评价纺织品的消臭能力,ORR越高消臭能力越强。
4 结语
人们对纺织品卫生功能的要求日趋提高,研究人员对消臭纺织品的研发也依旧火热,消臭纺织品的市场前景也会越来越好。目前对臭味的消除方法较为集中,用来验证消除臭味的测试评价方法的局限性较大,对臭味的气体检测比较单一,没有覆盖到更多的异味气体,完善测试评价方法将是后续研究的一个方向。