1 前言
微膠囊技術,是將某種物質用某些高分子化合物或無機化合物,采用機械或化學方法包覆起來,制成顆粒直徑1-500µm,在常態下為穩定的固體顆粒,而該物質原有的性質不受損失,在適當的條件下又可釋放出來的一種技術。
從20世紀50年代美國的Green和Schleicher對染料進行微膠囊化來制備無炭復寫紙[1];到70年代中期,微膠囊技術已經在醫藥、農業和化工方面得到了廣泛的應用。
2 微膠囊技術應用于紡織染整現狀
目前,微膠囊技術在染整工業中己有重要的地位,而且還不斷在開發新的用途,具體表現在以下幾方面。
微膠囊染料和涂料的染色和印花;微膠囊功能整理劑;微膠囊加工制劑(包括消毒劑、洗滌劑、漂白劑、以及粘合劑等)的應用[2]。
2·1 染料和涂料的微膠囊化
以染料或顏料為芯材,壁材是天然或合成高分子物,制得10-200µm大小的微膠囊,可獲得常法不能得到的效果,這包括:多色微粒子印花、轉移印花微膠囊、微膠囊靜電染色等,列于表1。
2·2 微膠囊功能整理劑的應用
微膠囊技術也廣泛地應用于紡織品功能整理加工,可獲得常規整理無法得到的效果。這包括阻燃、防縮、拒水拒油、抗靜電、柔軟、抗菌、殺蟲、香氣以及某些特殊整理,見表2。
另外,將一些功能藥劑封入纖維內部而制得具有香氣纖維、殺菌除臭纖維之稱的技術,可以說是微膠囊技術的延伸。
這樣的纖維有中空聚酯纖維、多孔聚乙烯、聚丙烯、聚二氟乙烯、多孔丙烯腈纖維、聚乙酸內酯、聚氨酯和乙烯醋酸酯等,包封的藥劑有:高沸點香精、農用化學品、沸石、抗菌離子、抗微生物制劑、四環素等。另外,將微膠囊混入紡絲液或將纖維微囊加到合成纖維內部,可以制得具有阻燃、除臭、抗紫外線、抗氧化的功能性纖維[3]。
3 微膠囊的制備技術
微膠囊化的染料及功能性整理劑的壁材是多種多樣的。芯材是親水性的宜用非水溶性的合成高分子物材料作壁材,芯材是疏水性的則宜用合成或天然高分子包覆。制造微膠囊的具體技術取決于所用高聚物的性質以及包覆材料的性質。例如多色微粒子印花的囊壁材料,需要在加熱加壓或適當溶劑等方法時破裂,因而須一定的強度而又不能太高;化學消毒劑微膠囊,是有選擇性地讓有毒化學用劑透過進入微膠囊,壁材是一種半滲透性的聚合物,香氣整理微膠囊的囊壁醛化蛋白質,須控制它的固化程度[2,4]。目前,微膠囊化的制備方法主要有三大類:相分離法(凝聚法),聚合反應法和機械法。許多研究者則把膠囊化過程分為化學、物理及物理化學過程[5]
3·1 相分離過程
是先將芯材乳化或分散在溶有壁材的連續相中,加入另一種物質或不良溶劑,或通過其它手段使壁材溶解度降低而從連續相中分離出來,包裹在芯材物上形成微膠囊。對油溶性固體或液體進行膠囊化則稱為水相分離法,它又分為單凝聚和復凝聚。單凝聚是以一種高分子材料為壁材,將芯材物 質分散在壁材中,然后加入凝聚劑;由于水與凝聚劑結合,致使體系中壁材的溶解度降低而凝聚出來形成微膠囊[6]。復凝聚是用兩種具有相反電荷的高分子壁材,將芯材物分散在壁材的水溶液中,在一定條件下,例如pH值、溫度的改變,無機鹽電解質的加入,使得相反電荷的高分子材料互相吸引、溶解度降低,自溶液中凝聚析出而形成微膠囊[7]。對于水溶性或親水性物質的微膠囊化則稱為有機相分離,它是指在某一種聚合物的溶液中,加入一種對該聚合物為非溶媒的液體,引起相分離而將芯材物包裹成微膠囊[2,8]。
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