引言
?芳香由于既具有改善環(huán)境氣息、令人心情舒暢的優(yōu)點(diǎn)，又具有殺菌、提神等多種心理、生理上的醫(yī)療保健功能，因此，從古至今一直備受人們的鐘愛。特別是經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，人們?cè)趯?shí)現(xiàn)了衣食溫飽的情況下，進(jìn)一步追求美與健康已成為時(shí)尚。由于芳香本身所具有的特點(diǎn)，在普通的衣著中，進(jìn)行芳香整理，可使人在平常著衣中同時(shí)起到保健的作用。因此，紡織品的芳香整理多年來(lái)一直是染整工業(yè)的一項(xiàng)工作。若想避免直接上香產(chǎn)生油斑等諸多缺點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到長(zhǎng)效、耐水洗的目的，利用微膠囊技術(shù)，將香精微膠囊化是一種極好的手段。
?所謂微膠囊，是指利用天然的或合成的高分子材料，將目的物包囊于其中，通常形成直徑為2～200μm的核一殼結(jié)構(gòu)的微小容器，目的物的性質(zhì)基本不變，然后逐漸或者通過(guò)某些外部刺激，使目的物的功能再次在外部出現(xiàn)。
?微膠囊技術(shù)包括微膠囊的制備技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)。采用特定的方法和特定的設(shè)備，使高分子材料包封住目的物，制成微膠囊，然后將所制得的微膠囊采用一定的方法，施于被應(yīng)用的基材上。由于制備方法及高分子材料不同，制成的微膠囊可以有兩種類型，一種是通過(guò)加熱、加壓或輻射等手段使微膠囊皮材破裂，定時(shí)釋放出被包囊的物質(zhì)，產(chǎn)生所需的應(yīng)用性能，被稱為全封閉型微膠囊；另一種是皮材本身有空隙，不需要破壞微膠囊皮材，而是通過(guò)皮材緩慢釋放芯材芯材為易揮發(fā)物質(zhì)，使目的物發(fā)生作用，稱為半封閉型或緩釋型微膠囊。
?芳香微膠囊則是以香精為目的物或稱芯材高分子材料作為皮材，根據(jù)需要選用一定的制備方式，制備出的半封閉或全封閉型微膠囊。配以粘合劑、柔軟劑、增稠劑等，制成芳香整理劑，施于紡織品上，可制成長(zhǎng)期放香、定時(shí)放香的功能紡織品。
1.芳香微膠囊的制備
?微膠囊的制備方法很多，由于聚氨酯既具有塑料的高強(qiáng)度，又具有橡膠的高彈性，有優(yōu)異的耐油、耐磨等特性，本研究采用界面聚合法，選用聚氨酯作為皮材，采用不同的制備工藝，合成出皮材封閉性能不同的芳香微膠囊。<
1.1.1預(yù)聚物的合成反應(yīng)
?首先用過(guò)量的二異氰酸酯與端羥基的化合物二元醇等進(jìn)行加聚，生成端基為異氰酸酯基的預(yù)聚物。
1.2制備方法
1.2.1一步法：
將乳化劑、水溶性聚合物單體如聚乙二醇、水溶性引發(fā)劑或擴(kuò)鏈一交鏈劑加入適量水中攪拌均勻，將香精、油溶性聚合物單體如2，4甲苯二異氰酸酯油溶性引發(fā)劑或擴(kuò)鏈—交鏈劑混合均勻后，滴加到上述水溶液中，快速攪拌，加熱并保持恒溫一定時(shí)間后得微膠囊懸浮液或膠體溶液。
1.2.2兩步法：
?預(yù)先將發(fā)生反應(yīng)的單體物質(zhì)如聚乙服醇和2，4甲苯二異氰酸酯加入適當(dāng)溶劑如丙酮中，攪拌并控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)至一定粘度后停止，制備出預(yù)聚物。
?在此預(yù)聚物中加入香精等其他油溶性物質(zhì)，混合均勻，作為油相，按一步法滴入到已準(zhǔn)備好的水相中，快速攪拌，加熱并保持恒溫一定時(shí)間后得微膠囊懸浮液或膠體溶液。
2制備工藝對(duì)微膠囊性能的影響
2.1制備方法對(duì)微膠囊結(jié)構(gòu)，皮材的機(jī)械強(qiáng)度、密封性的影響
?不同的制備方法可制備出不同結(jié)構(gòu)的微膠囊。不同結(jié)構(gòu)的微膠囊示意圖見圖一：
本研究采用界面聚合法制備微膠囊，單體二異氰酸酯溶于油相中，單體二元醇、二元胺、對(duì)苯二酚溶于水相，反應(yīng)在兩相界面發(fā)生。反應(yīng)完成后，香精被包裹于聚氨酯皮材中，形成的微膠囊屬于單核球形。在顯微鏡下拍攝的擠壓下的微膠囊破裂及殘剩的微膠囊的空殼的照片，充分的說(shuō)明了這一點(diǎn)。當(dāng)用二步法制備微膠囊時(shí)除大多形成單核球型也有少量多核微膠囊生成。見圖二，圖三，
本實(shí)驗(yàn)采用了一步法和兩步法兩種制備方法。一步法工藝較為簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，但由于反應(yīng)是在水中進(jìn)行，而具有兩個(gè)雜積累雙鍵的二異氰酸酯，活性極強(qiáng)，可與含有活潑氫的水發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果，有二氧化碳?xì)怏w生成。此氣體的產(chǎn)生，會(huì)使微膠囊壁變得疏松，制得的微膠囊其機(jī)械強(qiáng)度及密封性均較差。而兩步法首先使用異氰酸酯與聚乙二醇發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，生成具有一定粘度的預(yù)聚物。將此預(yù)聚物與香精混合后再
2.2催化劑種類對(duì)微膠囊合成反應(yīng)的影響
?用于聚氨酯合成反應(yīng)的催化劑通常有兩類：一類為有機(jī)堿；另一類為有機(jī)金屬化合物。根據(jù)資料報(bào)道，不同的催化劑對(duì)不同的反應(yīng)催化作用各不相同。二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫等對(duì)NCO／ROH型反應(yīng)的催化能力比叔胺強(qiáng)得多見表一。但對(duì)于NCO/H?2O型反應(yīng)則以胺類較佳。見圖四
?微膠囊的制備過(guò)程中反應(yīng)發(fā)生在油相與水相的界面，囊壁是不斷增厚的，反應(yīng)中二異氰酸酯與水的反應(yīng)應(yīng)得到抑制，否則，大量二氧化碳的產(chǎn)生，將使囊壁的密封性下降，留香時(shí)間縮短。因此應(yīng)選用對(duì)NCO/ROH催化劑作用強(qiáng)的有機(jī)錫類催化劑。實(shí)驗(yàn)中若選用三乙烯二胺作為催化劑，則隨著其加入量的增加，反應(yīng)中氣體溢出現(xiàn)象越來(lái)越明顯。當(dāng)加入過(guò)量的三乙烯二胺時(shí)，會(huì)生成松軟的海綿狀泡沫，而不能形成微膠囊。
2.3不同二羥基化合物的加入對(duì)微膠囊皮材性能的影響
?當(dāng)用一步法制備微膠囊時(shí)，若選用對(duì)苯二酚與二異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)合成皮材，由于二者均為硬鏈段，諸多苯環(huán)的存在，空間位阻較大，使整個(gè)大分子沒有一定的韌性，所得微膠囊很硬且較脆，受力后極易破碎，使其的使用受到一定的限制。采用兩步法合成時(shí)，其預(yù)聚反應(yīng)進(jìn)行得很快，瞬間反應(yīng)體系粘度變得很大，預(yù)聚反應(yīng)達(dá)30min后，已無(wú)法作為預(yù)聚物進(jìn)行微膠囊的制備。而選用不同聚合度的聚乙二醇來(lái)制備預(yù)聚物，增加了聚合物中的軟鏈段，改善了皮材的脆性增加了其彈性。然而，當(dāng)聚乙二醇的聚合度增大后，其預(yù)聚物的粘度隨之增大，微膠囊的分散變得較差。當(dāng)聚合度增大到1000后已基本不能生成微膠囊。圖五、圖六、圖七、圖八是以不同聚合度聚乙二醇為原料制得的微膠囊的顯微鏡
2.4乳化劑的加入對(duì)微膠囊粒徑的影響
?為獲得所需大小的微膠囊，乳化劑的加入是必須的。乳化劑減小了油水的界面張力，使油相可均勻地分散在水相中，形成穩(wěn)定的O/W型乳液，使界面聚合反應(yīng)得以順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，十二烷基硫酸鈉對(duì)于兩步法微膠囊制備的分散性有顯著影響。十二烷基硫酸鈉屬于陰離子型表面活性劑中硫酸酯鹽類的一種，它為此類表面活性劑的典型代表，具有良好的乳化性能。如圖所示是十二烷基硫酸鈉不同濃度下微膠囊的分散性照片，微膠囊粒徑的大小隨著十二烷基硫酸鈉的濃度變化十分明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明十二烷基硫酸鈉的濃度為0.1%時(shí)制得的微膠囊的大小適合于織物整理。
2.5pH值對(duì)微膠囊粒徑及分散性的影響
?除加入乳化劑十二烷基硫酸鈉之外，為保證所形成的微膠囊粒具有均勻的分散性，固體形成后不粘連，可形成穩(wěn)定的懸浮液或膠體溶液，還需加入各種乳化劑、分散劑、擴(kuò)散劑等，有天然的，也有合成的。這些物質(zhì)有些對(duì)pH值頗為敏感。pH值的改變會(huì)影響其作用或發(fā)生電性改變，或產(chǎn)生凝聚等現(xiàn)象。因此，反應(yīng)過(guò)程中，pH值的控制也很重要。圖十三～十九是不同pH值下制得的芳香微膠囊分散性照片。
3.芳香微膠囊在紡織品上的整理工藝
?用于紡織品芳香整理的微膠囊由于兼顧留香時(shí)間、香的釋放強(qiáng)度、印花工藝、浸軋整理工藝等因素，對(duì)其密封性、粒徑的大小有一定要求。不同場(chǎng)合使用不同類型全封閉或半封閉的微膠囊。
?微膠囊粒徑越大，所含香精越多，在相同密封性的條件下，留香時(shí)間越長(zhǎng)。但考慮到印花工藝粒徑需小于印花網(wǎng)孔徑，浸軋工藝粒徑需能嵌入到纖維縫隙中，因此，一般用于印花工藝微膠囊粒徑在20μm左右，用于浸軋工藝的粒徑在10μm以下。
?微膠囊加入量越多，留香時(shí)間也相對(duì)增長(zhǎng)，且主要影響香的強(qiáng)度。不同的香精由于香型不同對(duì)人的嗅覺的影響也不同，因此，對(duì)織物進(jìn)行處理時(shí)加入量也不同，依香型而異。通常，印花漿中加入15～20%視印花面積大小
?微膠囊皮材中殘留有未反應(yīng)的活性基團(tuán)，與纖維有一定的親和力。但由于微膠囊是固體顆粒，若想提高耐水洗性，仍需加入一定的粘合劑。但粘合劑一般以低溫自交聯(lián)型為宜。加香整理應(yīng)避免高溫和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度越低，時(shí)間越短，留香情況越好。一般說(shuō)來(lái)，加工工藝溫度不宜大于110℃，時(shí)間不超過(guò)1分鐘。
?粘合劑的加入量依具體情況而定。若單純強(qiáng)調(diào)耐水洗次數(shù)，則可加大用量。但用量過(guò)大對(duì)織物手感會(huì)產(chǎn)生影響。因此，一般印花用量為25%～30%，浸漬為1%～2%，亦可選用合適的柔軟劑同時(shí)進(jìn)行柔軟整理。
?噴灑工藝參考配方與浸軋法基本相同或濃度適當(dāng)提高。對(duì)于毛織物：毛衣、毛線、毛毯等適用。
4.用途領(lǐng)域
紡織品的芳香整理，不僅可以給人以高雅的享受，更具有醫(yī)療保健功能，這一點(diǎn)已通過(guò)腦電波的測(cè)定得到了證實(shí)。日本的二宮教授在其研究報(bào)告中指出：機(jī)械群發(fā)的α波因?yàn)闄幟氏愕拇嬖诙蟠鬁p弱。另外，茉莉香具有比咖啡大一倍的醒神的效力、薰衣草具有鎮(zhèn)靜寧神的療效也都為腦電波所證實(shí)。因此，紡織品的芳香整理既具有經(jīng)濟(jì)效益，又具有社會(huì)效益。根據(jù)芳香的心理醫(yī)療效果，用不同的香型整理在不同織物上，可具有不同效果。將具有催眠作用的橙花油、薰衣草等精制成全封閉型微膠囊，整理在枕巾、枕套等床上用品上，當(dāng)人因失眠而輾轉(zhuǎn)反側(cè)時(shí)，將會(huì)使微膠囊破裂而釋放出香氣，催人入眠。將具有厭煙作用的檸檬油、肉桂油、丁香油等香精制成緩釋型微膠整理在領(lǐng)帶、襯衣等地方，對(duì)戒煙者有所幫助。將具有抑制食欲作用的艾蒿精油、桉樹油制成封閉型微膠囊，整理于手帕上，使用者在用餐前擦手、擦面部時(shí)，將微膠囊擠破，有助于節(jié)食者。將具有興奮作用的薄荷、檸檬等香型微膠囊整理于書包、鉛筆包、衣物、布玩具等物件上，會(huì)幫助學(xué)生提神醒腦，振奮精神專心學(xué)習(xí)。用薄荷、青蘋等芳香微膠囊整理的夏涼被，在炎炎的夏日中給人一絲清涼。同時(shí)，大多香精具有殺菌、
參考文獻(xiàn)
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