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微胶囊技术及其在纺织领域中的应用研究

作者:王瑞 廖艳芝 王晓晴 戴寅犇 来源:《中国纤检》2016年第09期

摘要:本文综述了近年来微胶囊技术的研究进展及其基于纺织领域的应用。介绍了几种主要的微胶囊制备方法及其机理,并对比分析了上述制备工艺的特点。详细介绍了微胶囊在染色印花、一般性整理、功能性整理和智能纺织品中的应用,简述了微胶囊技术在纺织领域应用中存在的问题及未来发展方向。

关键词:微胶囊;制备技术;染色印花;整理 1 微胶囊技术

微胶囊技术是用特殊的方法将固体、液体或气态的活性物质包埋封存在一种微型胶囊内而成为固体微粒产品,其目的是使活性成分与周围环境隔离。微胶囊、微球都是指一种具有聚合物壁表的微型密封结构(容器),主要是通过微胶囊化过程实现的,即先将需要包覆的物质细化为粒径及其微小的固体颗粒或液滴,然后以其为核心,利用特殊的方法,将具有成膜性能的聚合物在其表面沉积涂覆,形成无缝薄膜,最后经分离、干燥等过程制得。微胶囊粒子的大小和形状,根据具体的工艺制备不同而在很大范围内变动。包裹在微胶囊内部的物质一般称为芯材、内核或者包容物。芯材可以是固体,也可以是液体或气体。微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜称为壁材、壳体或包膜。芯材与壁材的溶解性能必须是不同的,比如水溶性芯材只能用油溶(疏水)性壁材包覆[1]。

微胶囊可以根据其尺寸大小和形态进行分类。微胶囊粒子的大小可在微米到毫米之间,壁材厚度也在0.2μm~10μm不等。但随着科学技术的进步,研究人员已经制备出纳米级微胶囊。微胶囊粒子按形态可以分为单核、多核和复合微胶囊,如图1。 图1 微胶囊的形态[2]

微胶囊技术的研究约始于20世纪30年代,在50年代取得较大成果,并在70年代得到迅速发展。目前,微胶囊技术已经广泛应用于食品、医药、农药、纺织、日用化学品等众多行业中。根据Web of Science 的科技文献分析和欧洲专利数据库的专利统计,微胶囊在纺织领域的应用最早出现在20世纪70年代,并且关于微胶囊用于纺织领域的出版物大部分仍然是专利,主要集中在染色印花及印刷领域。在80年代初期经历了短暂的停滞后,第二波关于纺织领域的微胶囊专利展示出一些新概念:热变色材料、防水用品以及过滤净化材料。90年代之后,微胶囊纺织品的研究进一步拓宽深入,主要有能缓释生物活性药物和化妆品的织物、抗菌除臭织物、含相变材料的织物等。2000年以后,纺织相关的微胶囊新技术出现在之前已经熟悉的应用领域,比如热变色染料、光致变色染料用于制作色变织物和传感纤维,织物软化剂和洗涤