《Textile Research Journal》:Microplastic fiber fragment release from dry-state textiles: A novel peeling-based evaluation
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尽管针对纺织品洗涤过程中微塑料纤维碎片(MPFF)释放已有标准化方法,但服装制造与使用阶段的干态释放仍知之甚少。研究人员采用新型剥离、切割及Martindale磨损测试,考察了未处理原布(R)、染色亲水柔软整理(S)及染色柔软+抗菌整理(SP)三种针织面料(6
尽管针对纺织品洗涤过程中微塑料纤维碎片(MPFF)释放已有标准化方法,但服装制造与使用阶段的干态释放仍知之甚少。研究人员采用新型剥离、切割及Martindale磨损测试,考察了未处理原布(R)、染色亲水柔软整理(S)及染色柔软+抗菌整理(SP)三种针织面料(65%棉/35%涤纶含0.6 wt.%导电炭黑,1×1罗纹)的MPFF释放。结果表明:织物后整理改变MPFF释放行为——剥离时释放降低,磨损时释放升高;切割产生大量排放,原布及横列方向尤为显著。研究强调评估MPFF释放需考虑多种机械作用,表明制造与使用阶段均存在可观排放。所提方法有助于建立更全面的测试体系并支持纺织业改进缓释策略。
研究背景与立项依据
纺织品释放的微塑料纤维碎片(MPFF, microplastic fiber fragment)是时尚产业最严峻的环境挑战之一,合成MPFF占海洋微塑料约35%,人体经大气暴露年摄入约3187±594颗。现有研究高度集中于家庭洗涤湿态释放,并已形成ISO 4484-1:2023与ISO 4484-3:2023等标准;但干态释放贯穿纺丝、编织、裁剪、缝制、穿着到废弃全周期,其纤维生成、悬浮与沉积机制与湿态根本不同,目前既无标准化方法,也缺乏可重复、面向应用的定量手段。文献报道裁剪一件中号T恤可释放最高1.09×10?颗MPFF,约为洗涤的50倍,且40–70%制造期纤维可逸出厂房,说明干态过程是未被充分表征的重大源项。方法学上,各研究 abrasion device、主动空气采样、FTIR/Raman/Py-GC-MS 配置迥异、计量单位不一,导致数据不可比。该研究由Virginija Daukantien?等发表于《Textile Research Journal》,旨在填补干态MPFF定量方法空白,开发剥离/切割/Martindale三位一体受控评估框架,并比较不同后整理针织布释放行为。
主要关键技术方法
研究人员选用1×1罗纹针织布(三股Z捻纱,65%棉+35%涤纶含0.6 wt.%导电炭黑),设原布R、染色+亲水柔软S、染色+柔软+抗菌Polygiene VO-600整理SP三组。干态剥离法借鉴ISO 29862:2024胶带剥离原理,用聚异戊二烯压敏胶带以Stirovap压常温贴合40 min,CRE拉力机50 mm/min剥离,以胶带前后质量差计MPFF质量。Martindale磨损按ISO 12947-3:1998,9 kPa载荷、羊毛毡磨料,每千至五千循环称质量损。切割法用X’SOR 9001剪刀裁50 mm×50 mm样,沿纵行(wale)与横列(course)两向,切前胶带覆面、切后新边触胶收集,同样质量差定量。所有称量用EG420-3NM(0.001 g)。
研究结果
织物结构与纤维形貌:湿整理使罗纹密度略增、厚度与面密度下降(R 523→S 511→SP 507 g/m2);SEM显示棉呈扭转带状、涤为圆截面含炭黑分散相,S/SP表面有薄整理层但未填塞纤隙,几何形态未变。
MPFF释放(剥离测试):剥离强度R 0.077 N/mm > S 0.046 N/mm > SP 0.033 N/mm;单位面积释放质量R 2.000 g/m2、S 0.333 g/m2、SP近0(天平分辨限内)。后整理降表面能、弱化了胶带-织物粘附,故剥离脱落MPFF减少。
Martindale磨损测试结果:至90000循环,质量损率R 8.49% < S 10.89% < SP 15.72%;SP比R高约1.9倍、S比R高1.3倍。后整理令布身更柔弹,摩擦中纤维更易断裂,趋势与剥离相反。
切割诱导MPFF释放:原布释放最高,横列向高于纵行向(R横/纵2.2倍,S 2.5倍,SP 1.7倍);R横列向比S高4倍、比SP高4倍。原布松散端多,整理后纤隙部分填充稳定结构,故切割逸出少;横列向切断更多水平段纱线致释放多。
讨论与结论翻译
讨论指出,干态MPFF释放强烈依赖织物结构、后整理与受力模式,三种方法互为补充而非替代;剥离模拟穿着粘毛、磨损模拟日常摩擦、切割模拟成衣裁剪,单一湿态标准无法覆盖。绝对数值受导电炭黑/功能整理干扰,不宜直接外推至普通棉涤布,但方法学框架具通用性。
结论:研究人员开发并应用剥离+切割+Martindale干态评估法,证实后整理在剥离中抑释放、在磨损中促释放;切割以原布与横列向最甚;制造早期与使用中均有可观MPFF排放。成衣厂须管控裁剪逸散,穿着期释放可通过适宜后整理削减。该成果推动干态纺织品MPFF全面测试方法发展,支撑全生命周期缓释策略。