微胶囊技术与纺织品功能性整理yd20624
李扬 陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000
投稿日期：2017-01-30
院级课题：薰衣草精油微胶囊的制备及在驱蚊防虫功能性纺织品上的应用（ZK15-07）
作者简介：李 扬,（1984—），硕士研究生，主要研究方向为纺织品后整理。
原载：纺织报告2016
【摘要】本文介绍了微胶囊的结构组成、材质特性及纺织品功能性后整理加工中常用到的微胶囊制备方法，并介绍了微胶囊在纺织品功能性后整理加工中的应用。
【关键词】微胶囊；功能性后整理
【中图分类号】TQ616.9 文献标识码：A
微胶囊技术是一种把固体或者液体用成膜材料包裹形成微小粒子的技术。制得的微小粒子叫微胶囊，一般颗粒大小在微米或毫米的范围内。微胶囊技术在纺织行业中应用较广泛，利用微胶囊产品的缓释性能、发泡性能、隔离性能，赋予纺织品一些特殊的功能，如驱蚊防虫、防皱拒水、抗菌等。
1 微胶囊的构成
微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包物。其大小一般为5-200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。被包埋的物质称为芯材，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。
1.1 微胶囊的芯材
芯材可为油溶性、水溶性化合物或混合物，其状态可为粉末、固体、液体或气体。可包囊物的品种极其繁多，如交联剂、催化剂、化学反应剂、显色剂、给湿剂、药物、杀虫剂、矿物油、水溶液、染料、颜料、洗涤剂、食品、液晶、溶剂、气体、疏水化合物及无机胶体等。
1.2 微胶囊的壁材
壁材：可用作微胶囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料，视所包囊物质（囊心物）的性质，油溶性囊心物需选水溶性包囊材料，水溶性囊心物则选油溶性包囊材料，即包囊材料应不与囊心物反应，不与囊心物混溶。高分子包囊材料本身的性能也是选择包囊材料所要考虑的因素，如渗透性、稳定性、溶解性、可聚合性、粘度、电性能、吸湿性及成膜性等。
2. 微胶囊在功能性纺织品上的应用
2.1 微胶囊的制备方法
纺织品功能性整理加工中常用到的微胶囊制备方法主要有界面聚合法、原位聚合法、水相分离法、油相分离法和包结络合法
2.1.1 界面聚合法
自从 1957 年美国杜邦公司用界面缩聚反应制备聚酰胺取得成功之后，界面聚合法即被开发应用于制备微胶囊。界面聚合法是以化学反应为基础所开发的微胶囊制备技术，囊芯被通过聚合反应生产成膜材料的单体小分子所包覆。界面聚合法具有反应速度快、反应条件温和、对反应单体纯度要求不高和对两种反应单体的原料配比要求不高等优点。界面聚合形成的囊壁可透性较高，不适合包裹要求密封的芯材。
2.1.2 原位聚合法
原位聚合法要求单体和催化剂全部位于囊芯的内部或者外部，要求单体是可溶的，生成的聚合物是不可溶的，而使聚合物沉积在囊芯的表面并包覆形成微胶囊。
2.1.3 水相分离法
是将芯材均匀地分散于含有壁材的溶液中，然后加入另一种溶液或物质，使壁材的溶解度降低而从混合液中凝聚出来并将芯材包覆而形成微胶囊；可分为复合凝聚法和单凝聚法。复合凝聚法是通过调节含有两种以上亲水性胶体的壁材连续相的 pH 值，带相反电荷的两种胶体间发生中和反应使溶解度降低，引起分离而发生凝聚；而单凝聚法是以一种高分子材料作为囊壁材料，将芯材分散到壁材溶液中，加入的絮凝剂与水结合，致使壁材的溶解度降低而凝聚形成微胶囊。
2.1.4 油相分离法
把水溶性囊芯分散在含有壁材材料的有机溶剂中，制成油包水型的乳液。通过改变体系条件，使油溶性壁材发生反应引发相分离，沉积在水溶性芯材的表面，而包覆形成微胶囊。
2.1.5 包结络合法
利用β-环糊精作为微胶囊的包覆材料，疏水性芯材通过形成包结络合物而被包埋在环糊精的空腔内，形成分子水平上的微胶囊，是近年来应用较广的一种制备微胶囊的物理方法。
2.2 微胶囊在功能性后整理中的应用
2.2.1 芳香整理
意大利 Eurand开发了含香料的微胶囊，如用明胶和阿拉伯熟胶粉包裹薰衣草精油或松油；美国一项专利将各种香料、防蛀剂、抗菌剂等为芯材，以酵母细胞作为囊壁制备芳香型微胶囊对纺织品进行卫生与香味的持久性整理。田秀枝等以玫瑰香精味芯材，明胶和阿拉伯树胶粉为壁材，采用复合凝聚法制备了芳香微胶囊，用于羊毛经整理后长期放置可以释放出一定的香味。德国Hako-Werke Gmbh生产了微胶囊香料，并将其整理至铺地织物上，在使用期间会缓慢释放出新鲜的香味。
2.2.2 阻燃整理
直接将阻燃剂整理至织物上，会对纺织品的手感、柔软性与悬垂性产生影响。如果将阻燃剂做成微胶囊后再整理纺织品，可得到阻燃效果优异的织物。对纤维结构存在着差异的混纺织物进行阻燃整理时，由于两种阻燃剂不相混溶，故需分别处理。若将其微胶囊化则可以解决此问题，且大大缩短整理工艺。
对于军用纺织品来说，其对阻燃性能的要求更高，如军用帐篷必须具有较高的阻燃性能、轻便、耐久、坚牢、对眼睛及皮肤无刺激性，并且在接触火焰时不能产生有害气体。有学者研究可以通过微胶囊技术，将遇火膨胀的膨胀剂和阻燃剂进行微胶囊化后，然后通过粘合剂整理至织物上。
2.2.3 蓄热调温整理
用壁材将相变材料（Phase-Change Material，PCM）包裹制备相变微胶囊相变物质会随着环境温度的变化而发生相变来吸收和释放热量。将相变微胶囊整理至纺织品表面，可智能地控制其周围的温度来保持人体的正常体温，提供舒适的“衣内微气候”环境。此类微胶囊可用于运动服装、室内装饰、鞋袜、普通服装和医疗用品等方面。
美国航空航天局（NASA）空间研究所在20世纪80年代初成功研制调温微胶囊并用于制备调温纺织品，可以更好地保护宇航员以及设备，使其免受外太空急剧变化的温度的影响。近十几年来，各国研究院在调温纺织品研究方面发表了许多专利和报告，特别是20世纪末，相变材料的开发取得了突破性的进展，调温微胶囊的研究也得到了快速发展并取得了诸多研究成果。
毛雷，刘华等将相变材料 MPDMs 微胶囊化后制备成调温微胶囊，并用于棉织物的整理，对棉织物的性能不产生影响。整理后的棉织物可吸收一定的热量，其熔融焓值和热分解温度比整理前高，并且具有优异的调温性能。
2.2.4 抗菌防臭整理
将抗菌防臭整理剂制备成微胶囊后应用，可控制芯材抗菌剂与防臭及的释放速率，延长使用时间。应用时可通过接枝或粘合剂粘合的方法把微胶囊固定在纺织品上，达到耐久使用的效果，以改善织物抗菌防臭的耐久性能。
除了能使纺织品具有抗菌防臭的性能，还可以将杀菌剂制成微胶囊，并整理到纺织品上，以达到杀菌的效果。英国纺织技术集团开发出了可用于棉、棉毛混纺和纯毛纤维的含有 Irgasan DP-300、Kathon等具有杀菌作用的微胶囊，其最长使用效果可以达到 100天之久。日本钟纺公司从艾草中提取重要成分进行微胶囊化，并整理至耐纶上，使耐纶具有抗菌防臭、保湿的功能。钱坤，曹海建等以皮炎平为芯材用环氧树脂包覆合成微胶囊，将微胶囊整理至毛巾上获得非常好的抗菌效果，经过50次洗涤抑菌率仍可达到 95%。
3 结语
微胶囊技术在纺织印染行业中得到广泛应用，随着人们崇尚自然、环保的意识不断加强，利用天然环保的材料与绿色健康的植物制成微胶囊，开发符合人们对安全、健康、保健等需求的功能性纺织品，具有广阔的市场前景。
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