微胶囊技术在纺织品整理中的应用现状

荣启龙 程博

北京中纺化工股份有限公司 北京 100176

1 引言

微胶囊技术是一种利用聚合物薄膜材料（壁材）将分散均匀的细小液滴或固体颗粒甚至气体（统称芯材）包覆形成微小粒子的技术，这种微小粒子就叫做微胶囊。微胶囊主要由壁材和芯材两部分组成，有简单型、多芯型、多壁型、不规则等多种形状。微胶囊技术不会影响包覆物的物理性质和化学结构，当外界条件（温度、压力、pH值、酶等）作用时，内部包覆物会扩散出来或者包覆物会从微胶囊壁释放出来[1]。随着科技的发展，新型染料、相变储能材料、缓释型材料以及自修复材料中都可见到微胶囊技术的应用。将微胶囊技术应用于纺织染整加工中，可以解决常见的延时焙烘问题，同时还可节水节能，达到环保染整的要求。

2 制备方法

壁材和芯材是多种多样的，芯材是亲水性的宜用非水溶性的合成高分子材料做壁材，芯材是疏水的则宜采用合成或天然高分子包覆。制造微胶囊的具体技术取决于所用高聚物的性质及包覆材料的性质。

目前制备微胶囊的物理方法一般包括喷雾干燥法、空气悬浮法、静电结合法、挤压法；化学方法主要包括原位聚合法、界面聚合法、锐孔法；物理化学法包括油相分离法、水相分离法、熔化分散冷凝法。概括来讲，微胶囊化的制备方法主要有机械法、凝聚法、聚合反应法[2～4]。

挤压法是在低温条件下生产微胶囊的技术，原理是将混悬在一种液化的碳水化合物介质中的芯材和壁材混合经过膜孔，用力将其挤进壁材的凝固浴，壁材析出并硬化成囊。

凝聚法主要是先将芯材乳化或分散在溶有壁材的连续相中，加入另一种不良溶剂或物质，使壁材溶解度降低而从连续相中分离出来，包裹在芯材物上形成微胶囊。

聚合反应法又分为界面聚合法和原位聚合法。界面聚合法是将芯材物乳化或分散在一个容有壁材的连续相中，然后在芯材物表面上通过单体聚合反应而形成微胶囊。原位聚合法是把单体、引发剂全部加入到分散相和连续相中，聚合反应在分散相芯材上发生，预聚体沉积在新财务指标面，最终形成微胶囊。

3 应用现状

20世纪30年代，人们开始研究微胶囊技术；50年代，美国NCR公司通过微胶囊技术研制成功了用于无碳复写纸的染料；80年代后，微胶囊制备技术和工艺日益成熟，尤其是和纳米技术的结合，使得微胶囊技术有了更进一步的发展。

与国外相比，我国的微胶囊技术发展较晚，高端微胶囊产品仍依赖进口。目前微胶囊技术在纺织品中的应用主要有蓄热调温微胶囊、缓释智能微胶囊、智能变色微胶囊、功能整理微胶囊等。

3.1 蓄热调温微胶囊在纺织品上的应用

蓄热调温纺织品是一种具有双向调温功能的新型智能纺织材料，通过吸收、储存和释放热能而具有温度调节作用的纺织品。这种纺织品主要是利用具有热活性的材料在相变过程中吸热、放热的物理现象，营造一个相对稳定的微气候环境，从而改善纺织品的舒适性。

日本纺织科研人员用蓄热材料之一的石蜡作为芯物质，对纤维进行加工，成功开发了具有保温性能的织物。B.Pause等[5]研究了含相变材料微胶囊的座椅和不使用相变材料微胶囊的座椅的热舒适性，测试结果表明含相变材料的汽车座椅有更优良的热舒适性。清华大学利用相变材料制成了医用降温防护服，医护人员穿着隔离服，隔离服与人体紧紧贴在一起，利用相变潜热进行降温，保障了医护人员的舒适性。

3.2 缓释智能微胶囊在纺织品上的应用

缓释智能微胶囊可广泛应用于服装、装饰材料、地毯、医药等领域，因为其具有缓释效果，在药物和香味整理领域有很大发展空间。用微胶囊包覆可释材料，施于被应用的纺织品基材上，在外界条件下，微胶囊体积膨胀，壁材尚有许多微型小孔，微球由封闭状态变为开放状态，通过包覆孔膜扩散向外界释放所包覆物质，当外界环境条件变回原来状态时，微胶囊体系又开放状态变为封闭状态，从而再次减缓释放。

王俊华等[6]利用界面聚合法只背了以聚氨酯为壁材，薰衣草为芯材的芳香味整理剂，包载率达到80%以上，3个月后仍旧能保持清香。

3.3 智能变色微胶囊在纺织品上的应用

智能变色微胶囊就是将变色材料进行微胶囊包覆，通过树脂均匀涂布或者浸压在纺织纤维上。当智能变色材料受到外界条件变化刺激后，纺织品的颜色可以发生可以改变。目前主要有温敏变色微胶囊和光敏变色微胶囊。温敏变色纺织品是指纺织品的颜色会随外界温度的变化而改变。光敏变色纺织品是指某些物质在一定波长的光照下会发生变色，而在另一波长的光作用下又会发生可逆变化回到原来颜色。

Knaebo公司将螺吡喃类光敏物质包覆在微胶囊中，用印花工艺制成了光敏变色织物。这种织物在吸收350～400nm波长紫外线后可由无色变为浅蓝或者深蓝色。这类光敏变色织物一般主要用在娱乐服装、安全防护标志服装以及防伪标志制品等。

3.4 功能整理微胶囊在纺织品上的应用

微胶囊技术目前广泛应用于纺织品功能整理加工，包括阻燃、防缩、拒水拒油、抗静电、柔软、抗菌等等。通过微胶囊技术制备的防水防皱整理剂，不仅提高了各组分之间的相容性，具有很好的分散稳定性，并且后期可与其他功能整理剂同浴加工。在织物整理加工过程中，只需通过浸轧使微胶囊壁破裂，内部包覆的拒水拒油整理剂就会释放渗入织物从而达到防水的效果。

有科研工作者将含氢甲基硅氧烷预聚体、二甲基硅氧烷二醇预聚体、环氧树脂溶于三氯乙烷中，在高速搅拌下将此溶液慢慢加入到含分散剂的水溶液中，最后得到了以含氢甲基硅氧烷预聚体和二甲基硅氧烷二醇预聚体为芯材，环氧树脂为壁材的微胶囊。采用浸渍法将微胶囊施加于织物上，烘干后再经轧辊轧压，胶囊壁材得以破裂，从而使包覆的芯材溶液渗透到织物中，在130 ℃温度下烘干3 min，处理后的织物即可获得防水防皱功能。

4 展望

近年来，科技发生了天翻地覆的变化，纺织品的应用也在不断发生变化。欧美以及日本的纺织品占据了技术链的高端，具有较高的附加值，纺织品也在朝着智能化方向发展。作为纺织后整理的常用方法，随着高科技材料的出现，微胶囊技术将会使智能相变材料、智能电能材料等在纺织品上的应用变为现实。相信随着新材料和新技术的不断革新和成熟，更多高附加值产品将会被开发出来，纺织品智能时代也会很快来临。