微胶囊技术在纺织品方面的应用.doc

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1、微胶囊技术在纺织品方面的应用微胶囊技术在纺织品方面的应用唐志翔[上海市印染技术研究所(200040)]原载：《染整科技》2003/3；47-53微胶囊技术是一种微包装技术，传统上是固体、液滴或固体在液体中分散体的微小颗粒上包复以聚合物薄层的方法。最初大约在20世纪40年代，美国NCR公司的BarretGreen研究此项技术，并建立了无碳素复写纸工业。以后微胶囊技术迅速发展，并应用于医药、农业、散装化学品、食品加工和洗涤用品工业等各个方面。当时纺织工业对此新技术的应用反应迟缓，20世纪90年代初，仅出现了几种在纺织工业上应用

2、的研究试验工作。直到进入21世纪，在纺织工业上的应用才进展较快，尤其在西欧、日本和北美等地，应用于医疗和工业纺织品等方面，使具有新的功能和附加值。而一些纺织品的加工，如用其他技术往往是不能进行或者经济上不是有效的。微胶囊技术是将某种活性组份加以微胶囊包封，其目的如下:1·使液体成为粉状，以防混合时结块，改善混和效果;2·防护活性组份受到氧化、热量、酸性、碱性、湿度或蒸发作用等的影响;3·阻止一种组份同系统中其他化合物相互作用、产生降解或聚合作用;4·掩盖不愉快的味道或气味;5·加工前改善组份处理的条件;6·按控制的或针对目

3、标的方式来释放活性化学品;7·防护工作者或使用者暴露于危险物的影响之中。微胶囊包封技术可有许多不同的工艺，按下述因素选用:1．胶囊对整理后产品提供哪些功能性?2·何种包复材料同待包封的组份、或者同待包封物加人的配方不致产生反应?3·内容物释放前，此胶囊包封物必须经受哪些加工条件?4·微胶囊中芯部材料(被包封物)的最佳浓度为何?5·释放微胶囊中活性剂的机理是什么，例如搅拌、pH、压力、溶解度、时间?6·是否要求为一种持续的、针对目标的或有控制的释放方式?7·对被包封组份在颗粒大小、密度和稳定性方面有何要求?8·胶囊成本、以及

4、配方或对最终产品施加的成本为多少?目前在纺织品方面微胶囊技术，多数应用于相变材料、新颖染料、某些助剂、拒虫剂、抗微生物剂等对常用纺织品的施加;以及抗生素、激素、维生素和其他药物等对医疗用纺织品上的应用。今选择其中较主要的分别述之如下。二、相变材料微胶囊相变材料(Phase-ChangeMaterial，PCM)微胶囊的应用，即利用微胶囊包封的，PCM材料通过相变而放出或吸收热量来调节服装及其周边微气候的温度。20世纪80年代初美国国家航空和航天管理局(NASA)应用微胶囊技术将PCM材料包封于微胶囊中，并施加于纤维中或纺织

5、品上，目的在于使其制成的服装具有调节温度的功能，特别作为空间活动用的服装，以期减少极端气温对宇航员的影响。但是，最后此项技术并未采用于空间规划之中。美国TriangIe研究和开发公司认识了此项技术的潜力，并加以进一步开发，然后将技术转让给OutlastTechnologies公司。后者即在纺织纤维制造和纺织品涂复方面使用了此项技术，应用于各式各样的材料。作用原理:例如应用十九烷(C19H40)以及其他中等链长的烃类作为PCM，通过其从固体到液体、或相反的物理变化、来调节服装及其周边微气候的温度。如若外界温度增加，提供了增强

6、PCM分子运动的能量，直至达到PCM熔点(十九烷为32.l℃)之前，服装及其周边微气候逐步升温。但外界再行升温达到PCM熔点时，PCM逐步从固体变成液体，便会吸收外界热量、作为潜热贮存。这时服装及其周边微气候保持在熔点温度不变。潜热量较大，因此可维持在此恒定温度较长时间。一旦外界温度降低，PCM逐步固体化(十九烷结晶温度为26.4。℃)，便放出潜热，服装及周边微气候温度开始保持恒定。如外界继续冷却、直到潜热全部放完，于是服装及其周边微气候即行开始冷却。施加方法和用途:应用PCM微胶囊时，可将其埋于纤维中、或施加于织物表面。

7、一般微胶囊直径为20-40微米;壁厚＜1微米;PCM加入量80-85%。胶囊很小，提供了较大的热传递表面积，因此PCM微胶囊对外界温度的反应速率迅速。施加有PCM微胶囊的织物制成服装或物品应用于人体受有极端温变影响最大的部位，如头、手和脚等处，已生产有手套、短袜、头盔等等。还可应用于制造室外衣着，如风雪大衣、背心、保暖内衣、冬季保暖衣袜，以及室内用品如毛毯、鸭绒垫子、褥子和枕套等等。今PCM微胶囊纺织品在医疗领域中获得了立足点，如用作医院，床上用品以控制微气候，可有助于病人的治愈过程。应用5-10%微胶囊耐久施加于纤维中，

8、可用通常的纤维加工及染整方法加工织物和服装，具有正常的悬垂、柔软和强力性能。目前可制成最细的纤维为2.2分特。选择用于PCM微胶囊的PCM的主要因素，便是其相变的有效温度。在服装方面一般采用30-35℃，接近于体温。另外的关键因素则包括成本、有无毒性，使用期间耐磨损性和可供应情况等。PCM在纤维制造中的