已有 356 次閱讀 2015-1-5 08:58 |個人分類:科學書摘|系統(tǒng)分類:科普集錦

化學是總管物質(zhì)的原子、分子層面上的問題的一個學科。我們生活在物質(zhì)世界里，自然化學就無處不在了，也因此大家關心化學，我覺得這是很自然的一件事。另外還有一個原因，可能是這些年化學帶給我們很多好處，也確確實實在我們的衣食住行方面給人類提供了很多的幫助，但同時也產(chǎn)生了一些化學品濫而造成的安全隱患問題。

相對來講，服裝不像食品是接吃到肚子里頭去的，食品如果有毒的話，可能就會表現(xiàn)得很激烈，而服裝如果有毒，可能表現(xiàn)得就不如食品那么激烈，所以服裝的安全問題一直不太被人們所了解。我們國家真正注意到服裝的安全問題，應該是在２０世紀９０年代。當時，歐盟最先推出了一系列標準，給中國的紡織品出口帶來了比較大的挑戰(zhàn)。那個時候我們把它稱為技術性貿(mào)易壁壘。中國在加入世界貿(mào)易組織以后，沒有配額方面的問題了，所以技術性的貿(mào)易保護措施就更加突出。所以我們國家也是在這個基礎上不斷地研究，越來越意識到不光是要保證我們服裝產(chǎn)業(yè)的安全，還要保證我們的老百姓，就是人民群眾的消費安全，所以出臺了一系列的文件。

化學對于服裝的貢獻

化學對于服裝的貢獻，實在是太巨大了。我是２０世紀６０年代初出

生的，我們小時候買布要憑布票，年輕的一代可能想象不出來，買布還要憑布票，為什么呢？因為當時我國的天然纖維生產(chǎn)量遠遠不能滿足人民的生活需要。全球人口的增長是非常快的，現(xiàn)在已經(jīng)是６７億人口了。如果單純地靠棉、毛、絲、麻來做紡織品的原料，供應量是非常緊張的。舉個具體的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在全球紡織品的生產(chǎn)總量達到了６８０億元，這個概念非常非常大，意味著我們每個人現(xiàn)在年均要消費掉１０千克的紡織材料；如果是單靠棉花做原料，生產(chǎn)１千克的棉花就需要２０００升的水，此外還要占用土地資源，所以這個資源消耗量是非常大的。因此，要是說化學對服裝的貢獻，我想第一件事情就是應該講，化學纖維的貢獻，化學纖維解決了我們的穿衣問題。

另外，做完了衣服，大家都希望有漂亮的色彩。數(shù)千年前，在古代，我們的老祖宗就已經(jīng)發(fā)明了用天然的植物來染色，說明人們是追求美的，也是追求一種色彩斑斕的世界的。但是，化學也確確實實給生命安全帶來第一個或者說是最大的一個威脅，就是我們現(xiàn)在常說的的禁用染料。

另一方面，我覺得化學的貢獻還在于它的功能性?，F(xiàn)在，人們除了追求服裝漂亮的色彩以外，很多時候我們還需要它有某種功能?，F(xiàn)在，世界上第一大的化纖生產(chǎn)（品）聚酯（就是滌綸纖維）的生產(chǎn)量是非常巨大的，其他的纖維占的份額都不是很多。在全球纖維市場份額，包括天然的和合成的，只有滌綸纖維是增長的，其他所有的纖維都是在下降的。之所以出現(xiàn)這種情況，就是我剛才說的那個原因，因為天然纖維要有土地，要有水資源，所以真的最后綜合計算下來，它不比合成纖維更環(huán)保。但是合成纖維目前也遇到了很大的問題，就是石油量是有限的。滌綸纖維需要使用石油做原料，隨著石油資源的越來越少，合成纖維的原料供應也面臨問題?，F(xiàn)在，有相當數(shù)量的科學家在研究如何把我們身上穿過的這些舊衣服回收再利用，這是大家現(xiàn)在在追求的一個目標。但是出現(xiàn)混紡纖維以后，由于原料成分不是單一的，要實現(xiàn)回收再利用也存在很大的困難，也是一個挑戰(zhàn)。所以，最早是從軍裝開始，科技部現(xiàn)在也是高度重視的。因為軍裝的面料非常單一，從軍裝的回收開始，應該是一個非常好的切入點。

功能整理

對于化學對服裝的貢獻，我想給大家講一講功能整理。因為現(xiàn)在老百姓去買衣服的時候，都會發(fā)現(xiàn)很多的衣服都標了它有什么功能，特別是戶外的一些衣服，喜歡運動的同志就會發(fā)現(xiàn)。我舉一個簡單的例子，像抗皺、防縮、防水、防污，還有阻燃、抗靜電，等等，還可以列很多，功能整理劑也數(shù)不完。大家有什么功能需求，其實些化學家都可以做出具有這些功能的衣服來。但是具有這些功能的衣服做出來以后，有些時候真的就是非常優(yōu)秀，有些時候也可能會帶來一些問題。

我們舉一些例子，好比說抗菌整理。抗菌整理現(xiàn)在用得比較多，特別是襪子，但是我要提醒大家，很多的抗菌整理劑，特別是早期的，用的都是有機化合物的?，F(xiàn)在更多的是用的無機的，像用銀、用納米技術來做的，相對來說要好一點。早期的用的有機化合物，多數(shù)都是季銨鹽類。在醫(yī)院工作的同志知道，醫(yī)院里用的那些消毒液很多都是季銨鹽類的，季銨鹽具有抗菌的功效，但是季銨鹽也非常容易刺激皮膚的，特別是敏感性的膚質(zhì)的人，就是容易過敏那種人，是不可以隨便去穿這樣的衣服的。

現(xiàn)在用的無機納米材料抗菌，主要是用的這些金屬離子的殺菌效果，但是對于納米材料，我覺得也存在一些安全隱患。首先，大家都知道，紡織品天天都穿在人體身上，這些納米材料能不能非常牢固地附著在纖維上面不掉下來，這是我們最關心的。只要這些東西不掉下來，其實它的安全性就是比較好的。但遺憾的是，我們又要摩擦它又要洗它，而且還要出汗還要溶它。所以很多時候，納米材料就會從纖維上面轉移到皮膚表層上來，被毛孔吸收，然后刺激我們的皮膚。所以在全球，事實上在２０世紀９０年代，歐盟應該說是生態(tài)紡織品的先驅，特別是德國和奧地利，像海恩斯坦研究院這些機構，雖然是一個私立研究院，但是他們的研究非常超前，那時他們就已經(jīng)在研究紡織品與皮膚的關系，我們現(xiàn)在正在翻譯一本他們的書，就是關于紡織品對于人體的皮膚所造成的一些刺激的。

例如，抗靜電整理，現(xiàn)在用得也非常多，最常見的是我們自己日常穿的衣物。北方地區(qū)干燥，濕度低，纖維上的滌綸本來就非常不吸濕，就是一個非常疏水的纖維，靜電沒有辦法導出去，所以就會聚集。

事實上，靜電有時還會導致一些很大的危害，我舉個最簡單的例子。

如果發(fā)生煤氣泄漏，你進去的時候要非常小心的，因為可能一個小小的動作可能都會導致爆炸，因為你身上可能會有靜電。就像我們進入一些高危的區(qū)域，是不能夠穿化纖類衣服的，必須要經(jīng)過抗靜電整理，保證它不起靜電。再例如，在加油站、環(huán)氧乙烷的車間，身上的靜電可能就會釀成一個巨大的事故，所以必須要進行抗靜電整理。抗靜電整理現(xiàn)在有兩種方法，多數(shù)用的是抗靜電纖維。在紡織過程中，加入一定比例的抗靜電纖維，比如碳納米管。

還有很多時候，我們用的是化學試劑，比如ＥＯＰＯ 嵌斷共聚。以前做滌綸紡絲的時候，在高速紡絲的時候，會有很高的靜電，我們需要加一些油劑進去，減少靜電的產(chǎn)生，提高纖維的抱合性。這樣一些試劑現(xiàn)在也把它應用到服裝上面來。大家在洗衣服的時候，很多人要加柔順劑，一方面是帶來柔軟的效果，另一方面柔順劑里頭也有一些抗靜電的整理劑、化學試劑，可以幫助衣物消除靜電。因為有一些離子性的基團在里頭，導致靜電不能聚集，從而將靜電導掉，這就是抗靜電的整理，效果很好。

同樣，這些添加進去的抗靜電劑，一方面是對人體可能有危害，還有一方面，就是在洗滌過程中產(chǎn)生的廢水排放到自然界中，這些化學品對環(huán)境也會多多少少地造成一些危害的。自然界的承受力是有限的，現(xiàn)在人們越來越關注到這一點。

另外，還有防水、防油的整理劑。記得以前有一個廣告，說是把一杯水到在衣服上，水就順著流下來了，衣服沒有濕。這種防水、防油的效果，有些是用納米技術的所謂的荷葉效應實現(xiàn)的，也有好多是靠整理劑來實現(xiàn)的。像最典型的含氟有機表面活性劑，既可以拒水也可以拒油。涂了這種活性劑的衣物就是所謂的自清潔的衣服，如果吃東西不小心有一點油漬在上頭，一擦油就掉了。

還有一些阻燃的整理劑，這個其實大家可能現(xiàn)在越來越關注到了。以前，老百姓可能沒有誰會去穿阻燃服，只有特種工作場所的人員才穿阻燃服。但現(xiàn)在大家可能也發(fā)現(xiàn)，公眾場合的一些裝飾材料，特別是大的窗簾，它需要做阻燃，室內(nèi)裝飾要做阻燃，包括這些桌椅板凳，特別是有人聚集的地方都要做阻燃。這樣做主要是未來能夠延緩纖維的燃燒，因為纖維，特別是化學纖維基本上都是非常容易燃燒的，特殊的像Ｋｅｖｌａｒ這些例外，這些是不容易燃燒的。

但像我們用的滌綸、腈綸，這些一點就著，所以在一些場合是非常危險的，就要經(jīng)過阻燃整理。遺憾的是，很多的阻燃劑，特別是在早期使用的阻燃劑，都是高致癌的，但是也確確實實挽救了人們的生命。２００５年法航的空難，當時就因為飛機里的全部內(nèi)飾都是高阻燃的，性能非常好，延緩了大面積的著火時間，使得３０９個人在一分多鐘的時間內(nèi)全部撤離。如果當時的飛機，特別是像那些泡沫的充墊，如果是沒有經(jīng)過阻燃整理的話，一著就起來，誰也逃不了。所以，阻燃在像汽車的內(nèi)飾里面標準提得很高，但同時它的安全隱患也仍然存在，沒有能夠完全解決。

免燙整理的物品大家其實買得最多，現(xiàn)在我們經(jīng)常買的襯衣、褲子，很多都是免燙整理的。但是大家也要知道，免燙整理其實是甲醛的“重災區(qū)”，因為當年研究出來的最好的抗皺整理劑就是甲醛前體，我們稱其為２Ｄ樹脂。它會在使用過程中不斷地釋放出甲醛。甲醛的危害我也不用多說，大家都知道，有那么多的危害。所以，現(xiàn)在人們又開始研究無甲醛免燙整理或者低甲醛免燙整理。

像抗紫外線的整理，我覺得這個應該越來越引起人們的重視，特別是現(xiàn)在臭氧層遭受破壞以后，紫外線非常強。所以，防紫外線實際上應該引起我們的高度重視，特別是對嬰幼兒來說。在我們國家，還沒有看到幼兒園要求所有的孩子出門的時候要帶上那個披到肩上的帽子，其實脖子是最害怕紫外線照射的?？棺贤饩€的纖維現(xiàn)在也是比較多，有很多用的是有機化合物，也是利用化合物的共振結構，正好它的電子能級的躍遷，就是最高已占和最低未占之間的躍遷，正好可以吸收對我們?nèi)梭w造成最大傷害的紫外線，達到防曬的效果。女孩子用的防曬化妝品里面都含有抗紫外線的物質(zhì)，有一些是利用金屬，就是納米材料的這種屏蔽效應來做的；也有一些是用我剛才說的有機化合物的吸收來做的。對這些有機化合物本身的安全性，科學家也在進行評估。從２０世紀９０年代開始，德國研究了一系列的包括ＵＶ９等這些用到化妝品里頭的物質(zhì)。事實上，這些抗紫外劑也多多少少地會對人體皮膚產(chǎn)生刺激，因為它們很多都有一個酚羥基的結構，有酸性，有一個互變。所以使用這些防曬品，也是要比較小心的，特別是在用高倍數(shù)的防曬霜的時候，敏感人群也可能會產(chǎn)生過敏。但是這些抗紫外劑在紡織品上，相對來講要安全得多，現(xiàn)在傘用抗紫外劑是比較多的，比較安全。

紡織品標準

至于生態(tài)紡織品的定義，我想更多的是從我們的生活去考慮。一方面是在生產(chǎn)的過程中，要求它無毒害；在使用的過程中，也需要它無毒害；最后是在它被廢棄以后我們希望它還可以被再利用，不要對人類產(chǎn)生危害。這可能就是我們最希望要的紡織品。

有好多人不理解，為什么像棉纖維這樣的天然纖維也會有生態(tài)問題。

實際上，棉纖維的生態(tài)問題是很嚴重的，特別是在美國，由于大量地使用農(nóng)藥，在種植棉花的過程中，農(nóng)藥會殘留到棉纖維里頭，最后織成衣服以后，仍然可以檢測到農(nóng)藥殘留。大家可能聽起來覺得有點天方夜譚，但這是事實，所以我們目前的標準里，也專門有一項是檢測棉纖維中的各種殺蟲劑及重金屬的含量。

在紡織品和皮膚、紡織品和環(huán)境、紡織品廢氣的處理這幾個方面，我想介紹一下國際上最早的這些貿(mào)易技術措施的出臺。從１９９５年開始，歐盟就正式開始對偶氮染料實施禁用了，需要解釋的是部分偶氮染料被禁用，不是全部，現(xiàn)在也仍然有偶氮染料在被使用。此外，歐盟做了一件事情就是大量地推行生態(tài)紡織標簽。

下面，我們先介紹一下國外的生態(tài)標準，我為什么要講國外生態(tài)標準呢？因為現(xiàn)在我們也有一些高端的紡織品掛這個標，這個標叫作“放心紡織品”。這就是由德國的海恩斯坦研究院和奧地利紡織研究院聯(lián)合推出來的，我們稱它為Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準，其實它的全名翻成中文叫“生態(tài)紡織品通用及特殊技術要求”，這個標準到現(xiàn)在為止，仍然是全球最權威的、最全面的。實際上，我們國家從２０００年以后，就開始在Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準的基礎上，提出了我們自己的標準。

就像禁用的這些染料，主要是可能對我們的細胞引起病變的，所以我們稱它們?yōu)檎T發(fā)癌變的染料。另外，像染色的牢度夠不夠，這也是一個標準。還有就是酸堿度，也稱作ｐＨ。

大家會發(fā)現(xiàn)，按照Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準，紡織品分成了四大類。第一類是嬰兒用品，它的標準是最高的。例如，這個類別中的紡織品砷的限量只有０.２毫克／千克，其他類別中砷的限量就會要高一些，為什么？這是因為嬰幼兒是最敏感的，所以規(guī)定三周歲以下的嬰兒用品的紡織品叫作一類產(chǎn)品，所有的控制級別都是最高的。

第二大類就是我們所謂的跟中國對應的是直接接觸類，就是使用的時候，表面的大部分和人體的皮膚直接接觸。

第三類是正常使用的情況下，表面只有很少部分和人體接觸，像外衣。歐盟在Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準里，還加了一類叫作裝飾用的紡織品，像餐廳、窗簾，室內(nèi)的這些內(nèi)飾用的紡織品，這類紡織品屬于第四類。Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準中還檢測了可揮發(fā)的氣體，如甲苯、甲醛、苯乙烯，所以這個標準是非常全的，檢測的指標也非常多。但事實上，到現(xiàn)在為止，仍然有一些指標不是能夠用客觀的儀器來檢測的，我們稱其為主觀評價。

我們國家在此基礎上于２００３年出臺了《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術規(guī)范》（ＧＢ１８４０１），這是一個強制性標準。

Ａ類是嬰幼兒的用品，在ＧＢ１８４０１標準里是２４個月，就是２４個月及以下的孩子使用的東西，我們叫嬰幼兒用品，級別是最高的。２０１０年我們已經(jīng)出臺了新的標準，即將會執(zhí)行的，現(xiàn)在還沒有執(zhí)行，改成３６個月，也就是說是三周歲以下的孩子，這樣我們的標準和Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準是對等了，以前我們的標準放得要寬一些。

Ｂ類就是直接接觸皮膚的產(chǎn)品，這個定義跟Ｏｅｋｏ-ＴｅｘＳｔａｎｄａｒｄ１００生態(tài)紡織品標準是差不多的，就是產(chǎn)品的大部分面積直接與皮膚接觸，像我們的內(nèi)衣、襯衣，這些都算是，包括襪子也是，這個標準今年稍微改了一點，就是ｐＨ 值從４．０～７．５改成了４．０～８．５，稍微放寬了一點點，但都指的是最終產(chǎn)品。

Ｃ類是非直接接觸皮膚類的產(chǎn)品。

最后談一下怎么去規(guī)避服裝的安全問題。我們平常選衣服，一般的挑選，肯定是考慮這樣一些因素，如夏天的輕薄、柔軟、透氣等。冬天的挺刮、保暖等這樣的標準。在日常生活中怎樣才能盡量地減少使用過程中的不安全性。首先要看看它的外觀、質(zhì)量等。首先要看看它的標志全不全，注意有沒有安全類的標志。第二，聞一聞紡織品有沒有異味。第三，摸一下。所以，要看，要聞，還要去摸，然后去蹭。另外，像抗皺好不好這些，其實也可以用手去拽，看看回彈性好不好。這些方法當然不是作為安全標準測試，而是挑衣服的標準。

另外，還有一個建議，我覺得特別是嬰幼兒的服裝，建議盡量買淺色的，也不要去買抗皺整理的衣物，因為抗皺整理畢竟現(xiàn)在還大量地使用化學抗皺劑的整理，即便是低甲醛的整理，也還有甲醛。包括將來說的無甲醛整理，是否還有其他的新的安全隱患，我想誰都沒有辦法現(xiàn)在就下結論。此外，我特別是想提醒的是，老年人其實更應該注意，因為老年人的皮膚是非常敏感的，如果遇到這樣一些像甲醛的刺激，非常容易過敏。這是在我們選擇衣服的時候要注意的。衣服買回家來了，先洗洗，特別是內(nèi)衣，因為在加工工藝過程中，最后為了保形，都做一些各種的漿料處理的，所買回來的新衣服，一定要先洗過再穿。另外，像棉織物，因為它是偏堿性的工藝，所以要想讓它調(diào)節(jié)到一個弱酸性的環(huán)境的話，也可以加幾滴白醋進去，然后幫它調(diào)節(jié)一下這個水溶液的酸性，然后也可以幫它改善堿性。

本文由趙靜榮摘編自科學出版社2015年1月第1版白春禮主編《科學與中國——院士專家巡講團報告集 第八輯》之廖青教授《衣中的化學——服裝的安全性問題》。

廖青教授，現(xiàn)任北京服裝學院副院長，“紡織化學與染整工程”學科帶頭人，中國紡織工程學會標準測試專業(yè)委員會副主任委員，北京市紡織工程學會副理事長，四川大學兼職教授、博士生導師。１９７９～１９８６年四川大學化學系獲理學學士、碩士學位。１９９５～２０００年澳大利亞新南威爾士大學材料科學與工程學院紡織技術系獲哲學博士學位。２００２年晉升教授，２００５年受聘四川大學兼職教授，２００６年任四川大學博士研究生導師。主要研究方向為生態(tài)紡織品評價、紡織用化學品毒性研究、紡織助劑合成與分析。承擔的主要科研項目有國家科技支撐計劃《超仿棉合成纖維及其紡織品產(chǎn)業(yè)化技術開發(fā)》項目《新型超仿棉聚酯纖維及產(chǎn)品評價研究》專題，北京市創(chuàng)新人才建設計劃項目《生態(tài)紡織品質(zhì)量監(jiān)控與管理體系的研究》等。