浅析纺织品除臭性能的测定yd20021

邓明亮，杨 萍，贺志鹏，亓兴华，任 刚 中国纺织信息中心，北京100025

收稿日期：2016-05-22

作者简介：邓明亮(1987-)，男，江西抚州人，工程师。

原载：山东纺织科技 2016/4;28-31

【摘要】文章介绍了除臭纺织品常用评定方法，包括嗅觉法、检知管法、GC法、富集取样法、金属氧化物半导体法的技术要点，简要分析、比较了各种方法的特点，并对除臭纺织品认证体系进行了评价和展望，认为对纺织产品持续性除臭能力的评定更具有实际意义。

【关键词】除臭纺织品；臭气；检知管；除臭率

【中图分类号】TS101．92 3．9 文献标识码：A 文章编号：1009-3028(2016)04-0028-04

1 前言

汗臭、体臭等是分布在体表皮肤的汗腺分泌物产生并散发的一种特殊的难闻气味，尤其是腋窝、脚底板等汗腺发达但通风不良的部位容易滋生大量的细菌，细菌会将皮肤排泄的汗液进行分解发酵，进而加重汗臭味。另外，附着在衣物上的微生物能够降解纺织纤维分子链，生成具有挥发性的恶臭物质，给人们带来不适感，甚至引起人体过敏或某些皮肤病l1]。

随着人们生活水平的改善以及对健康意识的提高，大家对每天穿着的服装的关注已不再局限于美观和保暖，兼具安全、生态和特定功能的服装产品越来越受到大家的关注和青睐。其中，除臭纺织产品因其可以有效地改善人们的穿着舒适性，在最近几年取得了快速的发展。除臭纺织品是指通过对纺织产品采用除臭整理技术进行处理后，可以主动消除、掩盖人体身上或周围环境中某些臭气的纺织产品。由于普通消费者很难辨认纺织产品除臭性能的真伪，因此对宣称具有除臭性能的相关产品进行除臭性能测试显得十分重要。

2 纺织品的除臭性能评定

目前对纺织品除臭性能的测定主要有5种方法，分别是嗅觉法、检知管法、气相色谱法(GC)、富集取样法以及金属氧化物半导体法。国际标准化组织于2014年发布了ISO 17299-2O14《纺织品一除臭性能的测定》[2]，针对臭气中的氨气、乙酸、异戊酸、壬烯醛、硫化氢、甲硫醇以及吲哚7种最主要化学物质进行浓度测定，我国也正在制定除臭纺织品评定的测试标准。本文主要以ISO17299-2014为主对纺织品除臭性能的几种常用测定方法进行简要分析和评价。

需要说明的是，除了嗅觉法，其他的4种方法均属于仪器检测领域，并且在IS0 17299-2014测试操作中存在一些相似之处(见表1)，如处理前均须对反应容器(采样袋或锥形瓶)用稀释气体进行清洁处理，均要求对每个样品测3个平行样和1个空白样，并且都以除臭率为最终指标来衡量产品的除臭性能：

除臭率(% )=	空白值-试样值	×100％
	空白值

以上几种方法的不同之处主要体现在样品处理程序和检测方法上，因此后文主要对单个样品的前处理程序和测试方法进行介绍，并做简要的比较。

2．1 嗅觉法

嗅觉法主要是利用人的嗅觉器官来判断样品中臭味气体的浓度级别，在开始测试前，评价人员，需确定对臭气辨别的临界值，并将结果记录在报告中。通过感知样品中剩余臭气的臭味程度，按表2中的级别描述评定臭气相对应的等级口]。由于人的嗅觉系统是一种非常灵敏的气味传感器，在臭气等级为3．5时(即容易闻到臭味)的气体浓度甚至低于气相色谱的检出限，因此该方法可以有效地识别出微量的臭气组分，且对7种臭气组分均适用。不过，由于操作人员之间的嗅觉灵敏度差异明显，此方法存在很大的主观性，因此很难利用客观指标对其进行标准化，而且长期接触令人不悦的臭气对人体的嗅觉感官也是一种考验，加之硫化氢成分是一种剧毒气体，存在安全隐患，因此采用嗅觉法测试硫化氢的操作者必须具有丰富的测试经验。

表1 ISO 17299~2014除臭纺织品几种测定方法的基本参数

表2 臭氧等级评定表

2．2 检知管法

将样品放人5 L的采样袋中，密封，除尽气体后注入3 L已知浓度的被测臭气，静置2 h使样品与臭气充分作用。反应结束后抽取100 mL气体到相应的检知管中进行测试，又因为管中装有用特定试剂浸泡过的载体颗粒，当被测气体以一定速度通过时，其中的目标组分会与该试剂发生颜色反应，通过记录管中变色颗粒颜色的深浅和色柱的长短，再与标准色板或浓度标尺进行比较即可测得该组分的浓度。

检知管法具有操作简单、成本低廉、结果直观易读等优点，可操作性非常好，是目前纺织品除臭性能评定中最常用的方法。但一只检知管一般只对某一种物质产生反应，要对混合物进行检测则需要将不同的检知管进行串联。由于检知管法是通过观察管中颗粒的颜色变化来测定臭气含量，因此选择合适量程的检知管对提高测试结果的精确度十分重要。另外，该方法在读数时存在一定的主观性，因此测试结果不如使用气相色谱仪等精密仪器精确。

2．3 GC法

气相色谱法是一种非常有效的有机化合物分离分析方法，特别适合于对有机化合物进行定量分析。在除臭测试中，按照前处理操作的不同又分为A、B两种方法，方法A主要用于异戊酸、吲哚和壬烯醛的测定，操作如下：将称好的样品平放在干净的500 mL的锥形瓶中，密封，注入5µL已知浓度的臭气化学溶液，不接触样品，再次密封瓶口后静置2 h，然后盖住锥形瓶口摇晃数次后用注射器取样。方法B主要用于测试样品在氯化钠介质下对乙酸臭气的除臭能力：将称取好的样品卷成团垂直地放入22 mI 的干净的玻璃瓶中，密封好。用注射器向样品表面上加入850 µL乙酸氯化钠溶液。样品瓶和对照瓶穿插摆放在80℃烘箱中反应30 min，然后用注射器从瓶中分别取1 mI 气体样品，将以上气体样品进行气相色谱分析，用氢火焰离子化检测器(FID)或选择离子检测器(MSD)检测，以峰面积作为响应值进行测定。

气相色谱法由于具有自动化处理程度高、可同时实现定性和定量分析、线性范围宽、测量数据准确可靠等优点，是目前有机物分析检测中最有效的方法。尤其是气质联用技术(GC-MS)，它有效地结合色谱分离优势和质谱高效的定性能力，被广泛应用于复杂组分的分离和鉴定。C-C法测试除臭性能所用到的反应容器为玻璃器皿，且容积较其他几种方法的都小，因此前处理的实验条件容易满足，不过由于分析设备属于精密仪器，采购价格昂贵且对操作人员的专业技能要求较高，一些小型实验室难以满足条件。

2．4 富集取样法

将样品平铺装入3 L的采样袋中，密封，使用真空泵将袋中的空气排尽。注入2．5 L准备好的测试用气体(如甲硫醇、硫化氢)或者充入2．5 L氮气后用注射器注入2．5µL 臭气溶液，密封。揉捏袋子数次后静置2 h后再揉捏袋子，用空气泵抽取2 L测试气体或通入吸附管进行吸附富集或利用吸收溶液直接进行收集。吸附管中的臭气(吲哚、异戊酸或壬烯醛)经热解吸处理后可用气相色谱仪进行分析，对于甲硫醇和硫化氢，可以采用离子色谱仪直接分析吸收溶液。

本方法的特点是在对采集的气体进行分析之前，采用吸附管或吸收溶液进行富集处理，增加了样品的实际浓度，因此若能选取合适的吸附管或吸收溶液可以有效地提高方法的灵敏度和检出限。

2．5 金属氧化物半导体法

半导体材料会对气体分子产生吸附作用，材料的表面结构发生变化进而改变电阻值，最终以电信号分别输出每种组分的响应矢量值。评定的前处理操作大致如下：准备3 L采样袋，将样品放入采样袋中平铺，排尽空气后注入2．5 L已知组分和浓度的测试用类臭气。静置反应2 h后用10级半导体传感器对臭气进行测试。以传感器上所有组分响应矢量值平方和的算术平方根记为响应矢量长度，同时，通过测定一系列已知当量浓度的臭气的矢量长度，对臭气当量浓度(Y)和矢量长度(X)建立二次拟合方程，利用拟合方程计算出样品中臭气的当量浓度。

与其他测试方法中要求7种臭气组分必须单独测试不同，金属氧化物半导体测试法主要针对纺织产品混合臭气进行测试，测试中的标准臭气为人造混合臭气，包括类汗臭、类体臭(混合加龄臭)和类粪便臭(各种类臭气的配制比例见表3)。该方法具有操作相对简易、测试速度快且无需对各种臭气物质单独测试等特点。由于是以混合臭气为除臭对象以模拟纺织产品在实际臭气中的除臭能力，因此能够比较客观、真实地体现出产品的综合除臭能力。不过，该方法数据处理比较复杂，臭气传感器的灵敏度一般，加之传感器对每种物质的灵敏度不同，因此配置的类臭气的配比和浓度均会影响测试结果，数据溯源性较差。

表3 类臭气的化学组成及除臭纺织品认证对除臭率要求

3 除臭纺织品认证

鉴于以上几种方法除了嗅觉法外均可使用除臭率对纺织产品的除臭性能进行量化，因此为了确保除臭产品的性能满足消费者的期望，可以对每种臭气制定除臭率的最低指标。日本最早实现了对纺织产品除臭性能的认证，明确要求标注具有除臭功能的纺织产品对以上7种臭气成分的除臭率不得低于认证的最低要求(见表3)，否则为不合格产品。由于对除臭率的判定标准是具体到每种臭气物质，同时目前除臭率的评定方法一般也是针对不同臭气分别进行测试，又因为测试方法的使用范围受限，以上几种方法往往都只适用于少数臭气组分，因此要对产品分别进行7种臭气的除臭评定往往需要分别采用两种甚至多种方法。鉴于检知管法主要适用于氨气、乙酸、甲硫醇和硫化氢4种臭气物且易于操作，而GC法中方法A和富集采样法中吸附管法都是采用气相色谱仪进行分析，并且均适用于测定吲哚、异戊酸和2-壬烯醛，测试对象与检知管法正好互补。因此，选择检知管法和GC法中方法A或富集采样法中的吸附管法即可完成产品对7种臭气的除臭性能的评定。

需要指出的是，由于以上几种方法的前处理参数和分析测试条件明显不同，对一种臭气组分采用不同方法测得的除臭效果势必存在差异，因此，是否应该对所有的测试方法制定相同的除臭率指标仍值得商榷。另外，我们对除臭纺织产品进行认证的目的是将伪劣产品、除臭率不达标的产品拒之门外，然而，目前对产品的除臭整理包括物理除臭、化学除臭和生物除臭等工艺，工艺的差异会直接导致产品质量的参差不齐，其中物理除臭由于是利用纤维上搭载的某些分子基团与臭气分子之间的物理吸附作用实现除臭目的，除臭能力具有起初效果明显，但持久性差的特点；而化学和生物除臭则一般具有相对稳定、持久的除臭能力。目前的评定方法都是直接对样品进行测定，没有考核产品在使用一段时间后的除臭性能(即除臭的可持续性)，因此无法客观、全面地反映出一件产品真实的除臭能力，而消费者购买此类纺织产品是希望在长期或足够长的时间内都能享受到除臭产品带来的舒适。因此，评定纺织产品除臭能力的可持续性能(或寿命)显得更具有实际意义。笔者认为可以在测试前对被测试样品进行某些特定前处理(如一定次数的水洗、磨擦或日晒等)，以模拟人们穿着一段时间后产品性能的正常损耗，然后再按相应的方法进行除臭测试，即可测定纺织产品除臭性能的可持续性。

4 结论

随着除臭概念在市场上的逐渐普及以及消费者对产品知情权的渴望，许多国家已经或正相继出台相应的检测标准并进行质量认证，除臭纺织产品有望迎来较快的发展。然而，我们也应该看到，目前在一些国家对除臭纺织品性能的测定还处在起步阶段，而除臭纺织品的评定标准也有待进一步完善，其中评定产品除臭能力的可持续性将会成是该领域的发展方向。

参考文献：

[1] 武镜，高指缝．纺织品除臭功能的检测与评价[J]．针织工业，2012，(10)：62 63．

[2] ISO 17299—2014 Textiles Determination of deodorant property[S]．Geneva：ISO，2014．

[3] 魏孟媛，陆维民，陈源．纺织品消臭效果检测评定[J]．上海纺织科技，2012，40(5)：8-10．