隨著人們生活質量的提高,轎車走進千家萬戶,成為越來越多的人的代步工具。有車的人們在車內度過的時間越來越長, 車內空間狹窄且密閉, 尤其是新車,車內有害氣體大多嚴重超標。
車內空氣汙染問題已成為人們關注的新焦點。車內空氣汙染中甲醛是主要汙染物之一, 由於甲醛具有強烈的致癌和促癌作用,即使長期接觸低劑量的甲醛,也會引起慢性呼吸道疾病和各種癌症, 車內甲醛汙染正越來越受到重視。車內甲醛氣體主要是由車頂裝飾、 塗料、 座椅、沙發墊、 地毯及皮革等裝飾材料釋放的。
目前,降低車內甲醛濃度的方法主要有通風換氣、 活性炭吸附、 負離子淨化、 空氣淨化和光觸媒技術淨化等,其中尤以光觸媒技術最有發展前景。光觸媒技術是指在紫外線照射下,納米粒子表面會生成很強氧化性的氫氧自由基和氧負離子, 可以將甲醛氧化成CO2和 H2O的一種技術。它具有光催化活性高、 反應易進行、生成物不會造成汙染且無毒、裝置簡單和成本低等優點, 目前, 國內外學者對光觸媒技術中納米 T i O2的研究較多。
窗簾在汽車中的作用主要是遮擋陽光和保護隱私,一般來說,作為汽車用的窗簾須具備較好的遮光效能、 一定的強力和拉伸效能、 較大的硬挺度以及良好的透氣性。目前在市場上,窗簾一般採用機織、 針織和縫編織物,很少有采用非織造布生產的,而非織造布作為一種新型的紡織過濾材料,有其獨特的三維立體網狀結構、孔隙分佈均勻、過濾效能好、產量高、成本低以及品種多等優點。採用針刺非織造布為材料, 利用塗層的方法對材料進行表面處理,使納米T i O2很好地分散在針刺非織造布的表層三維結構中,並且對製成試樣的光催化降解甲醛效能、 力學效能、 柔軟效能以及透氣效能進行了研究。
1、實驗部分
1.1實驗原料選擇
滌綸: 2 . 0 dtex38mm,棉: 2 . 0 dtex30 mm;其中, 滌棉混合比為 4：6。這主要是考慮到纖維素纖維上有大量羥基等親水性基團, 易吸附水分子,不但為納米 T i O2 表面生成強氧化性氫氧自由基提供了有利條件, 而且容易和塗層漿產生氫鍵結合或化學鍵結合,使纖維與塗層之間粘合力增大。滌綸纖維強力高、 模量較高、 耐磨性好且價格低。滌綸與棉纖維混合製成的非織造材料可以解決棉強力不高耐磨性較差的問題, 還可以在一定程度上節約成本。因此,本實驗選用滌棉針刺非織造布作為製造窗簾的材料。
1.2工藝選擇
為了保證窗簾具有一定的強力、硬挺度、透氣性和較低的成本, 實驗中採用針刺法對纖網進行加固。具體加工工藝為: 纖維前處理，纖維開鬆，混合，梳理，鋪網，針刺，熱定型，塗層烘乾，焙烘，裁剪成樣。
1.3試樣甲醛濃度測量方法
使用自制儀器測量甲醛濃度。具體方法如下:先將 20mL甲醛溶液裝入乾燥的試管中, 用瓶塞塞住試管口,用一管子通到淨化室中,由於在一定的溫度和壓力下,甲醛的揮發是穩定的,故在淨化室裡就可以得到甲醛含量一定的實驗模擬氣體。
1.4其他效能測試
按照 上述 工 藝 加 工 出 試樣, 依 據 FZ /T01006# 2008∃塗層織物塗層厚度的測定%標準,採用 YG141 型厚 度儀 測試 樣厚 度; 依據 FZ /T60005# 91∃非織造布斷裂強力及斷裂伸長的測定%標準, 採用 YG065型電子織物強力儀測試樣拉伸效能及採用 YG065型電子織物強力儀測試樣撕破強度，使用 YG461型織物中壓透氣儀測試其透氣性。
2、結果與討論
經過實驗測得塗層試樣厚度為 0 . 5 mm,定量為140 g /m2, 塗層厚度為 0 . 05 mm, 能夠滿足製作窗簾的實際需要。
2.1甲醛濃度降解測試
在不同時間的紫外燈光的照射下,未整理織物和整理後織物的甲醛濃度都有減少。其中,未經塗層整理的織物的甲醛濃度在 24 h之後為1. 138mg /m3, 這主要是由於系統自身氣密性而整理、 未整理織物經紫外燈光不同時間照射後對甲醛濃度的降解比較使甲醛濃度在一定時間內有所降低;而經塗層整理過的針刺布,甲醛濃度達到 0 . 228 mg /m3,甲醛降解率達到 82%。這表明在有紫外光照射條件下, 整理後的針刺布對甲醛的降解率遠遠高於沒有經過光觸媒塗層整理的。
由此可以說明,經納米 T i O2整理過的針刺非織造布的表面發生了光化學反應, 這是甲醛濃度大幅降低的主要原因。納米 Ti O2具有很強的光催化活性, 它能夠與甲醛在其表面產生反應, 從而達到降低甲醛含量的目的。當一定波長的紫外光照射到納米 Ti O2 表面時,其納米粒子會吸收紫外光能量產生載流子,即空穴-電子對,電子和空穴分離後會向半導體表面移動,並分別被表面羥基俘獲後形成氫氧自由基和氧負離子。纖維表面吸附的羥基主要是由於棉纖維親水性和塗層劑親水性所致,這有利於氫氧自由基的生成,使負載納米 T i O2織物表現出優異的光催化活性。
2.2力學效能
試樣經針刺加固後已具有一定的強力, 而塗層整理也會使強力大大增加。
2.3硬挺度與透氣性
考慮到窗簾的實際使用要求, 硬挺度高則挺括且懸掛效能好,但硬挺度過高則會造成手感粗糙, 因此在製作窗簾時要選擇合適的硬挺度。對試樣硬挺度的測試採用彎曲剛度來表示, 彎曲剛度是表徵織物剛柔性的直接指標,彎曲剛度越大, 織物越剛硬;反之,則越柔軟。
3、結論
採用混合滌棉為原料, 利用針刺法非織造技術,對原料進行塗層整理製成了可用於汽車內窗簾材料。經效能測試後得知:
( 1) 新型窗簾在紫外光照射下, 能有效分解車內甲醛氣體。
( 2) 新型窗簾具有較好的力學效能。
( 3) 新型窗簾柔軟性適中, 懸垂性和透氣效能良好。