4月13日
后整理法通过涂覆、浸渍或印花等方式将相变微胶囊(PCMs)施加到织物上,使其具有智能调温功能。后整理法制备过程更简便,工艺更成熟,适用于各种天然纤维和化纤织物。
JIAN等以二十烷为芯材,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)共聚产物为壳材,合成了具有反应活性的相变微胶囊,微胶囊壳层展现出高结构稳定性和可重复热性能,源自PETA单元的羟基分布在微胶囊表面,不仅提高PCMs的反应活性,还能通过共价键将其接枝到棉纤维表面。与未改性棉织物相比,接枝后棉织物的手感、热湿舒适性基本不变。制备壳层具有反应活性的相变调温微胶囊,能够提高微胶囊与基材纺织品的结合牢度,改善黏合剂带来的透气透湿性差的问题。

相变调温微胶囊的制备及其在织物上的应用
将相变调温微胶囊的调温功能与织物结构调控相结合,能够获得更好的热湿舒适性功能纺织品。LI等首先制备了一种持久抗菌棉织物,然后通过印花方式将PCMs施加到织物表面,形成Janus结构复合棉织物,然后通过UV-激光技术在织物上打孔,形成上宽下窄的锥形孔结构。该织物可通过热对流、汗液蒸发和相变储热3种冷却模式实现对人体温湿度的管理。此外,其还具有很好的抗菌和单向导湿功能。

3种冷却模式复合面料制备过程
ROLLO等首先将还原氧化石墨烯(rGO)沉积在尼龙织物上,干燥后将其在含有丙烯酸树脂和PCMs的混合液中浸渍,再在表面覆盖一层织物,获得多层复合织物层压板。测试结果证实,rGO能够充分发挥PCMs的储热能力,并增强聚合物基体的热调节性能,显著减少复合织物层压板的温度波动。

含PCMs和rGO复合织物的调温性能示意图
Pickering乳液聚合以固体纳米颗粒代替传统乳化剂作为稳定剂,用来制备功能性微球材料,产物表面无小分子表面活性剂,绿色环保。通过颗粒种类、粒径、用量的选择,可精准调控微球尺寸、表面形貌及壳层厚度等,一步实现有机无机材料的复合,赋予产物导电、磁性、催化、抗菌等性能。很多研究者通过Pickering乳液聚合法制备复合壳层的相变调温微胶囊,如在壁材中引入导热性高或辐射性强的粒子,提高相变微胶囊的导热性。
密胺树脂/十八烷微胶囊在早期相变调温微胶囊研发中最常见,但当时仅研究其相变功能。得益于不同学科交叉融合和测试技术的发展,ZENG等以十八烷为芯材、轻质密胺树脂为壁材制备了球形相变调温微胶囊,并创新性制备了含有相变微胶囊的聚氨酯薄膜,该薄膜表面突起的相变微胶囊颗粒(粒径0.2~3.4 μm)增强了其对太阳能的反射率(94.7%)、热发射率(93.6%),薄膜的相变焓值达110.5 J/g。这种相变调温薄膜与PET织物结合后的复合面料能产生显著的降温效果,在全天候、多场景下具备自我调节功能。

微胶囊制备过程及SEM图
此外,随着人们对于绿色环保纺织品的关注,研究者开始利用环保材料开发相变调温微胶囊,并将其用于纺织品后整理。NIU等用可再生和无毒材料开发了一种环保相变调温纺织品。其以生物基月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)混合物为芯材,通过溶胶-凝胶法制备了SiO2为壳层的球形LA/MA@SiO2相变调温微胶囊,该微胶囊的熔融和结晶温度分别是36.63℃和32.50 ℃,然后以水性聚氨酯为黏合剂,通过浸渍工艺将微胶囊结合到棉织物上,得到复合智能调温纺织品,该纺织品展现出优异的调温性能。
参考文献
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更多内容,请关注本刊2026年第2期“相变微胶囊及其在智能调温纺织品中的应用进展”一文。
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