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二氧化钛光触媒纺织品抗菌性能的测试标准

作者:山东中康新材料 发布时间:2022-04-01 16:07:30点击:26

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    二氧化钛广泛应用于光触媒纺织品中,有关此类抗菌性能的测试标准还相对较少,在本篇文章中山东中康新材料的为大家介绍下二氧化钛光触媒纺织品抗菌性能的测试标准。

    本文介绍TiO2光触媒抗菌制品标准的发展和TiO2光触媒纺织品抗菌性能测试原理及方法。通过对GB/T23763)2009、ISO27447)2009(E)和JISR1702)2006进行了比较,指出了各标准存在的问题,提出了采用转移法或转印法的新接种方法。

关键词:光触媒;标准;二氧化钛

光触媒纺织品整理剂.jpg

    光触媒是一类以TiO2为代表的具有光催化作用的半导体材料的总称。它涂布于基材表面,在光线作用下,产生强烈的催化降解功能,能有效降解空气中有毒有害气体,杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。同时,其还具有除臭、抗污等功能。将纳米TiO2光触媒应用于纺织领域,开发具有抗菌和环保功能的纺织品,已成为纺织行业的热点。

    在光触媒研究与标准制定方面,日本起步较早。2001年9月,日本成立了光触媒标准化委员会,推进JIS标准以及ISO标准的制定工作。其空气净化性能、水净化性能、自净化性能和抗菌防霉性能4个分委员会制定了相应的光触媒性能评价试验方法,并向ISO/TC206委员会提交了ISO标准的提案。2006年9月,日本出台了JISR1702)20065精细陶瓷(高级陶瓷,高级工业陶瓷)光辐照条件下光触媒制品的抗菌性能和抗菌效果试验方法6。

    2009年6月,ISO27447)2009(E)5精细陶瓷(高级陶瓷,高级工业陶瓷)半导体光催化材料抗菌活性的试验方法6正式生效。我国于2009年5月也发布了GB/T23763)20095光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价标准6。

    目前我国还没有专门针对TiO2光触媒纺织品抗菌性能评价的标准,光触媒的质量标准主要由生产企业自行制定,这严重阻碍了光触媒市场的健康发展,市场上各种光触媒纺织品的优劣难以区分。因此,加快TiO2光触媒纺织品抗菌性能评价标准体系的建立和研究,对规范市场和促进光触媒产业发展具有重要意义。


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1抗菌性能测试原理及方法

1.1测试原理

    在试样表面滴加菌液后,用玻璃片或薄膜覆盖,然后置于紫外灯下照射培养一定时间后,将试样及玻璃片或薄膜上的细菌洗脱并计数。

.2测试方法

    目前,TiO2光触媒纺织品抗菌测试方法有两种,一种是薄膜覆盖法,另一种是玻片覆盖法。薄膜覆盖法即对样品接种后,在试样表面覆盖一层薄膜,然后置于长波紫外灯条件下培养,培养结束后,将试样及薄膜上的细菌洗脱计数。玻片覆盖法与前者不同之处是覆盖物为玻璃片。薄膜覆盖法主要适用于表面平整、致密,与覆盖膜接触良好的光触媒制品,如玻璃、陶瓷等,而玻片覆盖法则适用于纺织品。

2测试标准的比较

    ISO27447)2009(E)和JISR1702)2006均包含薄膜覆盖法和玻片覆盖法两种测试方法,而GB/T23763)2009只有薄膜覆盖法一种测试方法,但在适用范围中声明适用于纺织品。由于薄膜覆盖法一般不适用于纺织品测试,本文涉及ISO与JIS的部分均为玻片覆盖法,对这三种标准进行了比较,见表1。

二氧化钛光触媒纺织品抗菌测试标准比较.png

(1)GB/T23763)2009测试方法为薄膜覆盖法,该方法要求薄膜与试样的接触性能良好,在对纺织品进行测试时,由于织物较柔软,表面容易发生形变,薄膜很难紧贴试样。在接种后,可能会因为接触不紧密,造成细菌附着在薄膜上,进而影响试验结果。

(2)在对纺织品进行抗菌测试时,用织物做对照样与用医用级PE薄膜作对照样,在细菌的增长值方面会有较大差异,织物对照样更接近未经整理的试样,可以更真实地反映试样的抗菌性能。因此GB/T23763)2009采用医用级PE薄膜作为对照样并不合适。ISO27447)2009(E)采用未经整理的试样作为对照样,但由于检测时客户一般无法提供未经整理的试样,给标准的应用带来不便。

(3)GB/T23763)2009采用紫外灯灭菌或医用酒精擦拭对样品进行灭菌。由于紫外线穿透性较弱,难以抵达织物纱线内部,试样内仍然可能有残留的细菌;而医用酒精擦拭也只能杀死样品表面细菌。因此,标准中的灭菌方法不适合纺织品。由于TiO2具有耐高温的特点,因此可采用高温高压灭菌,若织物纤维不耐高温,也可采用间歇灭菌或其它灭菌方式,确保试样灭菌彻底。

(4)ISO27447没有规定样品接种后的培养温度,但温度对细菌的繁殖影响很大,不同温度下的测试结果差别也很大,因此应对试验温度作出严格规定。

(5)GB/T23763对试验设备的湿度控制能力要求较高。ISO27447和JISR1702则是采用在培养皿中加足量的水,保证测试样品的微环境达到一定要求,这种方法调节湿度较简单。

(6)GB/T23763试样接种后,培养时间为8-24h,由于光触媒纺织品只有在长波紫外光的激发下才能更好地发挥抗菌功效,而清晨至傍晚只有约8h的光照时间,考虑到光触媒纺织品的实际使用条件,培养时间不宜超过8h。

(7)GB/T23763采用百分率来表示抗菌性能,结果直观,容易理解,但如果试样的抗菌性能超过99%,得出的结果与实际的抗菌性能不再成正比关系,而采用对数值来表示抗菌性能,则可以避免这种情况。

(8)GB/T23763对抗菌率及抗菌贡献值均作出了规定,JISR1702仅对抑菌值作了规定,而ISO27447则未作任何规定。为防止假冒光触媒产品在市场上出现,应对抑菌值和光照效果合理地设定评价基准,为光触媒抗菌纺织品的生产和发展做引导。

3检测方法的接种方式探讨

    目前,光触媒纺织品抗菌检测标准的接种方式均为吸收法,即将一定量的菌液均匀地滴加到试样表面。这种接种方式适合于经浸轧处理(即用光触媒分散悬浮液或凝胶,对织物进行一般的后整理)以及原丝改良(即将光触媒整理剂添加到聚合物或原液中进行纺丝)的织物。而经涂层整理的织物采用吸收法接种时,当菌液滴加到织物上时,由于织物内部未经TiO2光触媒整理,细菌会进入织物内部,经培养后会大量繁殖。按照目前的光触媒纺织品抗菌检测方法对涂层织物进行测试时,不能真实反映织物的抗菌性能。经过中国纺织工业协会检测中心研究,找到了两种适合涂层整理的光触媒纺织品抗菌测试的接种方法:

1)转移法将菌液均匀地分散到琼脂培养基表面,待琼脂表面多余的液体被吸收后,再将试样的测试面贴在琼脂表面,并在试样上放置重物加压一定时间后,取出试样。

(2)转印法先将一定量菌液滴加到微孔滤膜上,用真空泵抽滤。取下滤膜,将滤膜粘有细菌的一面与试样接触,然后对滤膜施加压力,同时旋转,使细菌转移到试样上。采用这两种方法接种时,细菌附着在织物表面,可以有效地避免菌液的渗透。

4结论

(1)通过对3种标准的研究发现,GB/T23763)2009在诸多方面存在不足,因此不适合对纺织品进行测试;ISO27447)2009(E)的对照样难以获取,未指明试样培养温度,建议采用棉贴衬织物并对温度作出具体规定;JISR1702)2006是一部相对完善的标准,具有较高的参考价值。

(2)针对目前光触媒表面涂层产品标准缺失的状况,建议采用转移法或转印法的接种方式

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