生物质材料功能微胶囊的制备与应用研究

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将具有驱蚊、芳香、保健功能的物质与织物结合,在日常服饰和室外纺织品等方面具有广阔的发展潜能。传统的直接整理方式存在释放不持久、结合牢度差等问题,无法满足服用要求。微胶囊技术可使活性成分长效保留、阻隔有毒物质、实现控制释放,根据包封物质的性能调控织物功能。生物质材料具有可再生、易降解、资源丰富和改性方便的特点,成为绿色功能产品的理想构建块。本文以生物质材料为壁材,制备功能微胶囊,针对制备过程中的工艺参数到微胶囊的功能性质,再到应用产品类型展开分析。具体研究内容及结果如下:(1)复凝聚法制备pH稳定型驱蚊微胶囊:采用改进复凝聚法制备了一种具有pH稳定性的驱蚊微胶囊。提出以单宁酸为交联剂,在高温条件(45℃)制备微胶囊,增强其结构稳定性,有效缩短反应时间,提高包封率。为保证微胶囊在较宽pH范围具有良好稳定性,通过静电作用进一步沉积壳聚糖。在一定时间内,pH值为2~12范围内,沉积壳聚糖后避蚊胺保留率提高了8%以上。解决了传统复凝聚法制备微胶囊易团聚、极端pH环境不稳定的问题。因其粒径小、均匀性好,将其添加至洗衣液、柔顺剂等日化品中,在洗涤过程中吸附于织物表面;此外,由于其包封率高、无毒性,可直接将粉末制备成驱蚊包、头花等日常服饰中。(2)溶剂蒸发法制备长效释放香味微胶囊:采用溶剂蒸发法制备乙基纤维素香味微胶囊,通过调整搅拌速率对微胶囊粒径和表面微孔进行调控。分析微胶囊化前后精油的成分变化,对其30天内的留香效果进行测试。基于微胶囊白度优异,通过湿法涂层技术整理于织物表面,能够保留织物原白度,解决了微胶囊后整理技术中牢度和透气性无法兼具的问题。对涂层织物的香味释放行为、机械强度、摩擦牢度、水洗牢度等性能进行综合分析,探讨实用可行性。此外,所制备的香味微胶囊表面具有微孔结构,利用其制备生物质香味薄膜,通过单因素实验分析优化,得到可折叠、扭转的衣用垫片。香味涂层织物和衣用垫片可应用于家居服饰、户外产品、保型性服饰等众多纺织品的范围。(3)自组装法制备pH响应型载药微胶囊:采用层层自组装技术,将带有相反电荷的海藻酸钠、壳聚糖和透明质酸的多糖物质交替沉积于模板粒子上,去除模板后获得具有pH响应性的中空微胶囊。对3种中药提取液进行负载,根据中药的不同功能赋予中空微胶囊新的负载性能,并对包封率进行测试。对载药微胶囊的释放行为进行分析,探究在不同酸碱环境下芯材的释放速率。为避免液体释放受到阻碍,将其直接浸渍织物,实现中药液体缓慢释放行为。在静电吸附作用下,通过重复浸渍,将微胶囊大量的负载于纤维表面和交叉处,通过EDS表征分析微胶囊的分布情况,并进行耐水洗测试。在日常服用过程中,微胶囊中的中药提取液从皮肤缓慢渗入穴位,从而达到保健功效。
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