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微胶囊技术|微胶囊技术的应用

来源:国家先进印染技术创新中心科普工作室      发布时间:2022-07-19

微胶囊技术在纺织服装产业中主要用来改善纺织品的性能或赋予纺织品全新的功能,从而拓宽纺织品的应用范围,提高附加价值。微胶囊技术在在染料、颜料、整理剂等方面均有应用,下面将从微胶囊化染料和颜料、微胶囊化阻燃剂、微胶囊化相变材料和微胶囊化芳香材料四个方面进行介绍。

微胶囊化染料和颜料。在纺织品加工中,微胶囊技术最初用于特殊纺织品印染的微囊化染料和颜料[1]。其中的品种包括用于纺织品永久性染色和印花的微胶囊化着色剂、热致变色微胶囊染料、光致变色微胶囊染料以及含有微胶囊化液晶的电致变色染料(如图1

图1.png

a为叶黄素微胶囊,b为脲醛树脂型光致变色微胶囊

1 微胶囊染料示意图

微胶囊化阻燃剂。为了实现纺织品的持久阻燃性,将有机或无机阻燃剂微胶囊化并整理于纺织品基材(如图2),微胶囊结构可以有效地防止阻燃剂化学品的渗出或升华,避免其与纺织聚合物发生反应,同时避免对织物亲水性造成影响。微胶囊阻燃产品已应用到包括消防、军用防护服、汽车以及家用内饰等纺织品。

图2.png

a为微胶囊包覆红磷阻燃剂,b为阻燃织物

2  微胶囊阻燃剂及阻燃织物示意图

微胶囊化相变材料。目前,微胶囊技术在纺织服装领域最热点的应用之一是主动体温调节的功能性纺织品,主要用于特种军服、绝缘纺织品、技术服装和运动服等。大多数用于热调节的纺织品均使用相变材料(PCM),其中在熔点温度下会发生动态热交换过程,从而实现温度调节[2]。为了克服固-液相转变所带来的液体渗漏等实际问题,PCM必须被微胶囊化。当PCM经历固-液相变时,能量以恒温的潜热形式储存;当相变材料重新凝固时,积累的潜热能被释放出来,这一转变过程是可逆的。典型的有机PCM是熔点接近体温的石蜡烃或脂类(如图3)。除了经典的PCM,光热能转换材料也具有类似的功能,通过吸收光并将其转化为热能,因而被用于吸光温度调节纺织品。

图3.png

a为有机相变材料微胶囊,b为无机材料包覆的相变微胶囊

3  相变微胶囊

微胶囊化芳香材料。芳香既有改善环境气息,令人心情舒畅的优点,又具有提神醒脑等特殊作用,一直备受消费者的喜爱,因此芳香微胶囊整理也已逐渐成为研究的热点之一[3]。香味微胶囊主要有两种,一种是开孔型,这种微胶囊通过囊壁上的微孔持续释放香气,且释放速度会随着温度的升高而加快;另一种是封闭型,这种微胶囊在正常情况下香味释放量较小,但由于其囊壁为脆性材料,因此在受压或摩擦作用下囊壁才会破裂,释放囊芯中的芳香材料。

其他微胶囊化功能材料。在其他技术纺织品中,微胶囊已被用于实现某些特殊功能,例如改善吸声、超疏水性、防污和酶生物传感等。此外微囊化杀虫剂、杀螨剂、驱虫剂和生物杀虫剂-驱虫剂复合材料也已应用于纺织品中,其微胶囊结构可以降低纺织品基材中活性化合物的挥发性,延长释放时间

[1] Boh Podgornik B, Šandrić S, Kert M. Microencapsulation for Functional Textile Coatings with Emphasis on Biodegradability—A Systematic Review[J]. Coatings, 2021, 11(11): 1371.

[2] 唐志翔. 微胶囊技术在纺织品方面的应用[J]. 染整科技, 2003(3):8.

[3] 周小燕,陈莉,孙卫国. 微胶囊技术及其在纺织中的应用[J]. 纺织科技进展, 2011(5):3.

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