微膠囊技術在紡織服裝產業中主要用來改善紡織品的性能或賦予紡織品全新的功能,從而拓寬紡織品的應用范圍,提高附加價值。微膠囊技術在在染料、顏料、整理劑等方面均有應用,下面將從微膠囊化染料和顏料、微膠囊化阻燃劑、微膠囊化相變材料和微膠囊化芳香材料四個方面進行介紹。
微膠囊化染料和顏料。在紡織品加工中,微膠囊技術最初用于特殊紡織品印染的微囊化染料和顏料[1]。其中的品種包括用于紡織品永久性染色和印花的微膠囊化著色劑、熱致變色微膠囊染料、光致變色微膠囊染料以及含有微膠囊化液晶的電致變色染料(如圖1)
a為葉黃素微膠囊,b為脲醛樹脂型光致變色微膠囊
圖1 微膠囊染料示意圖
微膠囊化阻燃劑。為了實現紡織品的持久阻燃性,將有機或無機阻燃劑微膠囊化并整理于紡織品基材(如圖2),微膠囊結構可以有效地防止阻燃劑化學品的滲出或升華,避免其與紡織聚合物發生反應,同時避免對織物親水性造成影響。微膠囊阻燃產品已應用到包括消防、軍用防護服、汽車以及家用內飾等紡織品。
a為微膠囊包覆紅磷阻燃劑,b為阻燃織物
圖2 微膠囊阻燃劑及阻燃織物示意圖
微膠囊化相變材料。目前,微膠囊技術在紡織服裝領域最熱點的應用之一是主動體溫調節的功能性紡織品,主要用于特種軍服、絕緣紡織品、技術服裝和運動服等。大多數用于熱調節的紡織品均使用相變材料(PCM),其中在熔點溫度下會發生動態熱交換過程,從而實現溫度調節[2]。為了克服固-液相轉變所帶來的液體滲漏等實際問題,PCM必須被微膠囊化。當PCM經歷固-液相變時,能量以恒溫的潛熱形式儲存;當相變材料重新凝固時,積累的潛熱能被釋放出來,這一轉變過程是可逆的。典型的有機PCM是熔點接近體溫的石蠟烴或脂類(如圖3)。除了經典的PCM,光熱能轉換材料也具有類似的功能,通過吸收光并將其轉化為熱能,因而被用于吸光溫度調節紡織品。
a為有機相變材料微膠囊,b為無機材料包覆的相變微膠囊
圖3 相變微膠囊
微膠囊化芳香材料。芳香既有改善環境氣息,令人心情舒暢的優點,又具有提神醒腦等特殊作用,一直備受消費者的喜愛,因此芳香微膠囊整理也已逐漸成為研究的熱點之一[3]。香味微膠囊主要有兩種,一種是開孔型,這種微膠囊通過囊壁上的微孔持續釋放香氣,且釋放速度會隨著溫度的升高而加快;另一種是封閉型,這種微膠囊在正常情況下香味釋放量較小,但由于其囊壁為脆性材料,因此在受壓或摩擦作用下囊壁才會破裂,釋放囊芯中的芳香材料。
其他微膠囊化功能材料。在其他技術紡織品中,微膠囊已被用于實現某些特殊功能,例如改善吸聲、超疏水性、防污和酶生物傳感等。此外微囊化殺蟲劑、殺螨劑、驅蟲劑和生物殺蟲劑-驅蟲劑復合材料也已應用于紡織品中,其微膠囊結構可以降低紡織品基材中活性化合物的揮發性,延長釋放時間。
[1] Boh Podgornik B, ?andri? 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. 微膠囊技術在紡織品方面的應用[J]. 染整科技, 2003(3):8.
[3] 周小燕,陳莉,孫衛國. 微膠囊技術及其在紡織中的應用[J]. 紡織科技進展, 2011(5):3.
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