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微胶囊技术|微胶囊制备技术

来源:国家先进印染技术创新中心科普工作室      发布时间:2022-06-13

当前,微胶囊技术逐渐成为纺织领域的新星,微胶囊染色、印花以及后整理,如芳香、抗菌、防蚊虫、蓄热调温整理等在纺织领域得到了广泛的应用。

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那什么是微胶囊技术?微胶囊技术是选择粒径极其微小的固体或液滴作为芯材,将具有成膜性能的聚合物作为包覆材料,在其表面沉积涂覆,形成微米级或纳米级的胶囊颗粒[1]。这一技术能够将芯材与外界环境隔离开,既增加了芯材的“保质期”,又增加了不稳定或不溶于水的芯材在后整理应用中的加工性能,使芯材能够持续、可控地释放,增加功能整理的持久性。如将易挥发的香精作为芯材,用高聚物将香精包覆起来制备芳香微胶囊,并用黏合剂或交联剂将微胶囊整理到织物上,可赋予织物持久的芳香功能。

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如何制备微胶囊?在纺织领域主要使用粒径小于40微米的微胶囊颗粒,故多采用物理化学方法制备。具体的包覆方法一般根据所包覆的物质选择,有相凝聚法、乳液-化学交联法和离子交联法等[2]

相凝聚法。该方法是最古老、应用最广泛的微胶囊化技术之一,具体有两种方法:一种是使用一种胶体溶质的简单凝聚;另一种是通过两种相反带电的胶体相互作用获得聚合物溶液的复杂凝聚。

水油乳液和化学交联法。该方法将含有芯材的溶液与表面活性剂一起加入有机介质中,形成稳定的W/O乳液。通过调控温度、pH值等方式可诱导颗粒形成,并在化学交联过程中进行硬化。

离子交联法。该方法利用带有正电或负电的芯材和带有相反电荷的聚合物之间的离子间相互作用,形成胶囊颗粒。常用的聚合物有:三聚磷酸钠(TPP)、环糊精等。此方法中,通过设计和控制颗粒大小和表面电荷密度,以改变微胶囊的释放行为和功能。

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[1] Valle J A B, Valle R C S C, Bierhalz A C K, et al. Chitosan microcapsules: Methods of the production and use in the textile finishing[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2021, 138(21): 50482.

[2] Massella D, Giraud S, Guan J, et al. Textiles for health: a review of textile fabrics treated with chitosan microcapsules[J]. Environmental Chemistry Letters, 2019, 17(4): 1787-1800.

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