7.4.3.1　添加剂的作用

对于纳米TiO2负载后的棉织物，由于TiO2与纤维之间的黏着力较弱，其耐洗牢度通常较低。因此，为了保证纳米TiO2粒子能够在纤维表面发挥持久的光催化降解性能，需要在使用纳米TiO2水溶胶对织物进行整理时，添加不同含量的固定剂。聚丙烯酸类黏合剂常被用于将纳米TiO2粒子黏结固定于纤维表面，但是会导致纳米TiO2的光催化活性、织物的耐磨性和柔软性下降。阳离子反应型固定剂不仅与纳米TiO2水溶胶具有良好的相容性，能够制备用于织物整理的稳定工作液，而且几乎不影响纤维表面负载TiO2粒子的光催化活性。为了评价添加固定剂的纳米TiO2水溶胶负载织物的耐水洗性能，首先使用含有不同浓度固定剂的纳米TiO2水溶胶对棉织物进行整理，然后参照国家标准进行皂洗处理，并测定洗涤前后样品的TiO2粒子的负载量（QTNP）以及90min时染料脱色率（D90），结果见表7-9。

表7-9　固定剂浓度对纳米TiO2负载棉织物皂洗前后QTNP和D90值影响

表7-9显示，纳米TiO2水溶胶负载棉织物的QTNP和染料的D90值随着固定剂浓度的增加几乎没有变化。这意味着固定剂对纳米TiO2的负载量和光催化活性几乎没有抑制作用。值得注意的是，在没有添加固定剂时，经过水洗后纳米TiO2水溶胶负载棉织物的QTNP和染料的D90值均显著降低。这是因为在洗涤过程中，一些与纤维结合较差的纳米TiO2粒子从织物表面脱落，导致其光催化活性显著降低。重要的是，经过洗涤后，添加固定剂的负载织物的QTNP和染料的D90值均随固定剂浓度的增加逐渐升高。当固定剂浓度为10g/L时，织物表面的QTNP和染料的D90值在洗涤前后几乎没有明显变化。这表明固定剂的添加能够显著提高纳米TiO2水溶胶整理棉织物的耐水洗牢度。主要原因是棉织物经过含有固定剂的纳米TiO2水溶胶整理后，固定剂分子结构中的羟甲基与纤维素纤维分子中的羟基发生交联反应，阻碍了纳米TiO2粒子从织物表面脱落。此外，固定剂还可能在棉纤维表面形成聚合物薄膜，从而进一步将纳米TiO2粒子固定于纤维表面，使其负载牢度得到改善。

7.4.3.2　浸染工艺的使用

为了考察浸染工艺制备纳米TiO2负载涤纶织物的耐久性，首先分别使用浸轧工艺和浸染工艺制备纳米TiO2负载量（QTNP）约为50mg/g的负载涤纶织物，然后进行皂洗和摩擦处理。评价处理前后其QTNP值和光催化活性，结果如图7-16所示。

由图7-16可知，经皂洗后，浸染工艺制备的纳米TiO2负载涤纶织物QTNP值和D90值均显著高于浸轧工艺制备样品的QTNP值和D90值。此外，经干或湿摩擦处理后，浸染工艺制备的纳米TiO2负载涤纶织物的D90值几乎不下降，而浸轧工艺制备样品的D90值则降低明显，且这种变化经湿摩擦处理后变得更加突出。这说明，使用浸染工艺制备样品表面的纳米TiO2负载得更加牢固，显示出更好的耐久性能。这主要是因为在浸轧工艺中纳米TiO2粒子仅吸附在涤纶表面，两者之间的结合力较差。当使用浸染工艺时，纳米TiO2粒子经高温吸附和冷却后被截留于纤维表面层中，两者之间的结合力显著增强，使纳米TiO2粒子负载牢固，能够抵抗皂洗和摩擦处理，几乎不脱落。(www.daowen.com)

图7-16　皂洗和摩擦处理前后QTNP和D90值的变化

7.4.3.3　纳米TiO2负载织物的重复利用性能

为考察纳米TiO2水溶胶整理涤纶织物对其表面染料自清洁性能的重复使用性，使用纳米TiO2水溶胶对涤纶织物进行浸轧整理，制备QTNP值约为8.37mg/g的纳米TiO2水溶胶负载涤纶织物，然后将其置于60mg/L的罗丹明B溶液中进行吸附，烘干后将织物进行紫外光辐射处理，测定吸附负载织物在不同辐射时间的表面色深变化率（K/Smax），待织物表面颜色去除后，重复进行染料吸附和光辐射处理等过程，结果如图7-17所示。

图7-17　纳米TiO2负载涤纶织物对罗丹明B染料自清洁的重复利用性

由图7-17可知，随着重复使用次数的增加，纳米TiO2水溶胶负载涤纶织物的K/Smax值并未出现显著下降的趋势，第7次重复使用时的K/Smax值仍接近70%，与第1次使用时的K/Smax值相比没有较大差距。这是因为在自清洁过程中，织物表面残留的微量染料及其降解中间产物使部分纳米TiO2催化剂失活。在重复使用前，使用乙醇等溶剂处理负载涤纶织物，能够去除纤维表面残留染料等，使其光催化降解性能得到进一步恢复。