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微胶囊在纺织功能整理中的研究进展

3月19日

微胶囊技术正成为推动纺织功能升级的核心载体,在赋予纺织品多元功能特性上展现出巨大应用潜力。科研人员依托微胶囊的封装与控释优势,逐一破解传统功能整理中留香短、控温难、抗菌持久性不足等痛点,让织物从基础面料向兼具舒适、健康、智能与安全的高端功能材料转型。

芳香整理

香氛化合物具有改善消费者情绪、缓解焦虑及提升工作效率的积极作用,纺织品的芳香整理正受到广泛关注。然而,直接添加精油的芳香纺织品面临两大核心问题:香气在织物上的持久性,以及经过多次洗涤后的留香效果。众多研究人员通过微胶囊技术为此提供了解决方案。ZHANG等制备的双层微胶囊,以β-环糊精为内层,壳聚糖和藻酸钠为外层,经过其整理的棉织物在30次循环洗涤后仍保留20%的薰衣草精油。

传统芳香微胶囊通常封装密度高,无法按需可控释放。为此,研究人员开发出响应刺激的微胶囊来调控释放过程,这不仅能防止香气成分快速分解挥发,还能实现对环境变化的智能响应,为香气物质提供“开关式”释放机制。HAN等将光热材料聚苯胺(PANI)引入香氛胶囊外壳,在光源刺激下香味释放,实现光热响应释放。将制备好的芳香微胶囊乳液涂覆在丝绸织物上,由于PANI在织物中具有良好的光热转化特性,因此处理后的织物表现出良好的耐洗性。


PANI芳香微胶囊制备与释放机制示意图

相变调温整理

相变织物是一种智能织物材料,借助相变微胶囊技术,织物能通过吸收、释放热量调节周围环境的温度。DENG等巧妙融合了相变材料、光热材料与丝绸的独特优势,构建MPCM@PDA@Au多层核壳结构。这种多功能光热相变微胶囊修饰到蚕丝表面后,通过简单调节光照条件,即可有效调控丝绸织物的温度以实现光热效应。


MPCM@PDA@Au修饰后丝绸织物的光热转化情况

同时,多聚相变材料(MPCM)的高效蓄热性能使其能够吸收或释放热量,有助于维持丝绸织物的恒定温度。周建华等制备了MZZS-PMMA相变微胶囊,并将其应用于织物整理。结果表明,涂层织物具有优良的辐射冷却、调温性能及循环稳定性。

抗菌整理

随着微生物引发的感染性疾病受到越来越多的关注,利用微胶囊技术对纺织材料进行抗菌后整理已成为行业发展趋势。王丞采用复凝聚法制备防蚊虫微胶囊,通过浸渍法对棉织物进行后整理。整理后织物的蚊虫驱避率为68%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为89.71%和94.56%;虽然洗涤20次后抑菌率下降,但织物表面的防蚊虫微胶囊仍有部分附着在织物表面,具有一定抗菌效果。


防蚊虫微胶囊织物工艺流程图

UPADHYAY等以香茅、桉树、薰衣草及芦荟提取物等精油为芯材制备微胶囊。研究证实,微胶囊化精油整理技术可有效提升竹织物的抗菌与抗氧化性能,赋予其优异的生物功能特性;同时,该工艺还能兼顾竹织物本身的吸湿排汗优势,并实现精油的长效缓释。

智能响应纺织品

智能纺织品因能感知并响应光照、温度、电场、压力、pH值等外部条件,凭借其独特的响应特性、美观性及广泛功能性,在可穿戴设备、传感器监测、信息加密及防伪领域发挥着关键作用。然而,具有高灵敏度的刺激响应材料往往会受外部环境影响而导致其自身活性降低。为提升响应性材料的寿命,常采用微胶囊技术将其封装,在实现多功能化的同时防止其活性被破坏。

壳聚糖(CS)因天然无毒特性,常被用作微胶囊的壁材。但传统壳聚糖微胶囊多为单一功能的单腔微胶囊。CHEN等首先通过单一凝聚法制备出相变壳聚糖微胶囊,随后将光致变色纳米胶囊接枝到该壳聚糖微胶囊表面,得到“草莓状”壳聚糖复合微胶囊。这类微胶囊可应用于织物,借助光致变色纳米胶囊和微胶囊的壳聚糖壁材,赋予织物良好的光致变色性能和抗菌性能。


壳聚糖复合微胶囊作用机理

参考文献

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更多内容,请关注本刊2026年第2期“微胶囊技术及其在纺织染整加工中的应用”一文。

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