维普资讯 http://www.cqvip.com 染整科技（２００２ ＮＯ ４） 香味整理用香精微胶囊的制备与其结构性能的关系 香味整理用香精微胶囊的制备与其结构性能的关系 罗艳 陈水林 东华大学，化学与化工学院，应用化学研究室（２０００５１） 吕英智 河南郑州纺织专科学院（４５ＯＯＯ７） ［摘要］本篇文章采用原位聚合法结合多层造壁技术来制备缓释及压敏型香精微胶囊。采用扫描探 针显微镜、热分析等方法测定了香精微胶囊的表面形态、热性能及缓释性能．得到不同香精微胶囊制备工 艺与其相应样品结构与性能间的关系。 ［关键词］香精微胶囊制备结构性能 概述 关于织物的持久加香整理，在二十世 纪五十年代就有这方面的研究。七十年代 后，西欧各国开始运用微胶囊技术对织物 延长留香时间的效果。此外，通过改变微胶 囊最外层壁材种类和用量，可以制备压敏 性香味微胶囊，此种微胶囊平时并不释放 香味，当受到摩擦或揉搓时，则放出香味， 特别适用于内衣、被单等床上用品，具有较 为广阔的使用市场。 进行香味处理，而日本在这方面的发展较 快。随着我国人民生活水平的提高，对纺织 品的要求也越来越高，而香型纺织品具有 抑菌、驱虫、掩盖异味、使身心舒适等作用。 在西方人们甚至提出“芳香治疗”的概念， １ 实验部分 １．１实验原料 茉莉香精（上海香料研究所），系统调 节剂ＭＳ（自制），蜜胺树脂预聚体ｐ， （工 业级，上海新光助剂厂提供），乙烯类单体 Ｉ（Ａ．Ｒ），乙烯类单体Ⅱ（Ａ．Ｒ），４０×４０ 退煮漂白棉布 因此得到了人们的普遍喜爱。但昂贵的香 精是高挥发性物质，一般散发快、保香期 短。因此延缓释放，就可以提高香味整理的 质量和延长使用时间。而使香精长效化的 最有效办法是将香精微胶囊化［ｉ－５］。将香 精微胶囊加入到涂料印花色浆中一起使 用，使微胶囊直接渗透到织物内部，加上粘 合剂的作用，可以使微胶囊固着在纤维表 面，提高其耐久性［６］。 文中拟采用异性材料多层造壁技术， 以达到改变壁膜间的密度，增加高分子膜 界面，并增大芯材从壁材扩散其路径的扭 １．２实验仪器 高剪切混合乳化机（上海威宇机械电 子有限公司），ＡＥＵ一２１０型电子天平（日本 Ｓｈｉｍａｄｚｕ公司），ＰＥ一７型热分析系统（美 国Ｐｅｒｋｉｎ—Ｅｌｍｅｒ公司），扫描探针显微镜 （美国Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ公司） １．３ 实验步骤 １．３．１ 改变造壁层数及第三层壁材所用 单体的种类和用量，制备茉莉香精微胶囊 曲性和阻力，从而达到提高壁材缓释性能， 一１ ８一 维普资讯 http://www.cqvip.com 香味整理用香精微胶囊的制备与其结构性能的关系 表１—１制备茉莉香精微胶囊的不同样品 加入乙烯类 代号 单体类型 Ａ Ｂ 染整科技（２００２ ＮＯ ４） 其重量变化的情况，从而对微胶囊的热性 能进行研究。 ’ 乙烯类 造壁层数 单体用量 无 ２ １．３．３ 扫描探针显微镜观测茉莉香精微 Ｚ ３ 无 Ｉ 胶囊的表面型貌 Ｃ Ｉ ５％ ３ 将待测的微胶囊涂布到光滑的玻璃表 面上，并滴上极稀的ＰＶＡ水溶液，以形成 一Ｄ Ｅ Ｉ Ⅱ １０％ ２ ３ ３ Ｆ Ｇ Ⅱ Ⅱ ５％ １０％ ３ ３ 层薄薄的固定膜，然后置于扫描探针显 微镜的探针下进行扫描。通过联机的显示 屏可以观测到分散微胶囊及香精微胶囊的 表面型貌，并通过相关软件数据输出可以 得到相应数据，从而获得一些微胶囊表面 结构与缓释性能之间内在联系的有关信 息。 （注：表中样品Ａ～Ｆ’均为缓释型香精微胶曩，样品 Ｇ为压敏型香精微胶囊） 茉莉香精、系统调节剂ＭＳ、蒸馏水高 速均化并使体系呈弱酸性后，在搅拌条件 下于室温滴加一定量蜜胺树脂预聚体Ｊ３， 升温至５０ Ｃ，保温ｌｈｒ，进行单层造壁；将 体系冷却至室温后，在搅拌条件下滴加一 １．３．４香精微胶囊对棉织物香味整理的 留香效果 定量另一种蜜胺树脂预聚体６，升温至 ６Ｏ℃，保温ｌｈｒ，进行双层造壁；接着升温 至８０Ｃ，加入不同用量（相对于香精质量 的２ ，５ ，１０％）不同类型的乙烯类聚合 对香精微胶囊用适量粘合剂浸轧处理 在棉织物上，并将织物于空气中放置一段 时间，观察其留香效果与时间的关系。 单体（Ｉ或Ⅱ），进行三层造壁。 １．３．２茉莉香精微胶囊热重分析 取１０ｍｇ左右的待测微胶囊放入ＰＥ一 ７型热分析系统中进行热失重分析，测试 条件为升温速度：１０℃／ｍｉｎ，Ｎ：流速： ３０ｍｌ／ｍｉｎ。由此可得到不同样品的ＴＧ及 ２结果与讨论 ２．１ 茉莉香精微胶囊的制备与其热性能 的关系 由于香精随温度的上升，挥发越来越 快，当被包裹在胶囊中后，随温度而产生的 ＤＴＧ曲线图。并可考察微胶囊随温度升高 释放效果可以通过热分析观察。 表２－１茉莉香精微胶囊热分析ＴＧ及ＤＴＧ曲线中的有关数据 胶囊类型 Ａ Ｂ 第一阶段失重温度（℃） 最大失重温度（℃） 第二阶段失重温度（℃） 最大失重温度（‘Ｃ） ２５～８７．６ ２５～９５．２ ５Ｚ．６ ６１．９ １５３．９～２３２．２ １４６～２４６．９ １９３．５ ｌ８７．３ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ ２５～１ｏ１．６ Ｚ５～９３．７ Ｚ５～９０ ２５～９６．１ ７５．３ ７３．５ ６８．４ ７３．５ １６Ｚ，２４２４２．１ １７３～２５０．８ ｌ５６．６～Ｚ３６．５ １６ｏ．５～２５２．３ ２０８．１ Ｚ１１．７ ｌ９５．４ Ｚ１３．８ Ｇ Ｚ５～９ｏ ６５．８ １７６～Ｚ８１．５ ＺＺ１．４ （注：表中第一阶段失重的物质可能为吸附在香精微胶囊表面的水及低沸点物质，包括香精） 从表２—１中可以看出： 三层造壁同双层造壁的香精微胶囊相 比较，在香精主要成份沸程温度范围内的 热失重温度范围及最大热失重温度（表中 一１９— 维普资讯 http://www.cqvip.com 垦 堕 ４） 香味整理用香精微胶囊的制备与其结构性能的关系 由表２—１及以上结论可知：当用茉莉 香精微胶囊对织物进行加香整理时，预热 温度的时间不宜过长，因为从香精微胶囊 的第二阶段）有不同程度向高温方向偏移 的趋势，并且随单体用量的增高而变得更 加明显。所以胶囊壁层数及外层单体聚合 物壁厚的增加有利于加强微胶囊对香精挥 发的阻碍作用。相对而言，２ （相对于芯材 的量）单体Ｉ制香的三层造壁微胶囊同双 的热分析数据中可以看到，即便在较低的 温度６０。Ｃ～８０＝Ｃ条件下，香精微胶囊也存 在一定的失重，虽然失去的可能不是香精 的主要部分，为头香或其它低沸点物质，但 对于整个香精的组成还是有一定的影响； 层造壁制得的微胶囊热性能较为相似，可 能一是由于双层造壁所用壁材量远远高于 在此基础上添加用于三层造壁的单体用 量，使得第三层壁膜所起的缓释作用较弱。 当单体用量增加或将单体Ｉ改为单体Ⅱ 后，胶囊内芯材物向外扩散的阻力加大，显 此外经过香味整理后的织物焙烘温度不能 过高，因为从香精微胶囊的热分析曲线可 以看到当温度高于１４０。Ｃ以后，香精微胶 囊的主要成份将大量通过胶囊壁向外释 放，失重较大，还须注意的就是时间也不能 长，否则将损失大量有效成份。 ２．２香精微胶囊的制备与其表面结构间 的关系 示相应的失重温度范围就往高温转移。在 单体用量相同的情况下，用单体Ⅱ所制备 的香精微胶囊要比用单体Ｉ制备的香精微 胶囊在香精主要成份沸程温度范围内的最 大热失重温度高。尤其当单体Ⅱ用量为 １０ （相对于芯材的量）时，最为显著。这也 说明了单体类别不同而聚合形成的不同胶 囊外壁对香精挥发的阻碍作用也相差极 大，并且随着单体用量的增加，胶囊对香精 扩散出胶囊壁的阻力越大。 对双层及三层香精微胶囊的表面及截 面进行分析，可以得到表２—２中有关的表 面参数数据。其中水平及垂直方向都是分 子探针在微胶囊表面所得到的球形微胶囊 三维空间立体的截面数据，也是同表面粗 糙相关的参数。 表２－２双层及三层造壁香精微胶囊表面参数 ＼参数 ～—＼ 胶囊 Ａ Ｄ Ｇ ＼＼ ＼ 表面距离（ｎｍ） 水平方向 水平距离（ｎｍ） Ｚ５４．５１ Ｚ５３．９１ Ｚ７９．Ｏ８ ２６５．６３ ４２７．５ ３８２．８１ 垂直距离（ｎｍ） 角度（ｄｅｇ） 表面距离（ｎｍ） Ｏ．６１７ Ｏ．１３９ １３７．０３ ０．７５７ ０．１６３ ２０５．２８ １５．６４５ ２．３４０ Ｚ９１．４３ 垂直方向 水平距离（ｎｍ） 垂直距离（ｎｍ） 角度（ｄｅｇ） 表面粗糙度Ｒｑ（ｎｍ） １３６．７Ｚ ５．９６３ ２．４９７ Ｚ５．３９４ １９９．ＺＺ ３６．４６１ １Ｏ．３７Ｚ １Ｚ．５４９ Ｚ６１．７Ｚ ７８．７３Ｚ １６．７４３ １３．７４５ 形态 类似球体 类似球体 类似球体 表２—２说明了由原位聚合法异性材料 结合多层造壁技术制备的香精微胶囊都有 近似球体的表现结构，而三层造壁较双层 造壁改善了胶囊表面的光滑度，降低了表 ２０一 维普资讯 http://www.cqvip.com 香味整理用香精微胶囊的制备与其结构性能的关系 面粗糙度，改善了胶囊壁的界面结构和性 质。 染整科技（２００２ ＮＯ ４） 将经过不同制备方法香精微胶囊香味 整理的棉织物经放置不同时间后进行比 较，可以得到以下数据： ２．３ 香精微胶囊的制备与其留香效果的 关系 表２－３香精微胶囊在棉织物上的留香效果 ＼ ＼样品 、＼经Ａ整理 经Ｄ整理 经Ｇ整理 时间 —＼ 整理后 放置６个月后 放置１ｚ个月后织物香味 织物香味（平铺） 织物香味（平铺） ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋ ＋ ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ 平铺 揉搓后 （浓 ＋＋＋＋，较浓：＋＋＋，中等：＋＋，淡：＋，极淡：一） 从表２－３可以看出三层造壁香精微胶 囊的留香效果在没有明显增大壁厚的前提 下（三层造壁材料的用量相对地少，所以又 经过香味整理后的织物焙烘温度不能过 高，应低于１４０℃。 ４．本文中所制备的茉莉香精微胶囊 都有近似球体的形态结构，而双层造壁与 三层造壁相比较，改善了胶囊表面的光滑 度，降低了表面粗糙度。 ５．三层造壁香精微胶囊的留香效果 不会对粒子的平均粒径影响太大），显著高 于双层造壁的香精微胶囊。由于多层造壁 结构既改变了香精胶囊壁的层间密度，又 增加了胶囊壁的中间界面，界面结构通常 要比内部结构致密，所以将导致香精从胶 囊中释放路径扭曲性的加大，从而增加了 香精通过胶囊壁的阻力，最终更加有效地 延长了香精微胶囊的释香期，提高了释香 效果。 在没有明显增大壁厚的前提下，显著高于 双层造壁的香精微胶囊。 参考文献 ［１］曹虹霞等，芳香微胶囊的制备及其在纺织上 应用的研究，天津纺织工学院学报，１９９８，１７，（５）， ３结语 １．采用原位聚合法结合多层造壁技 术成功制备了缓释及压敏型香精微胶囊。 ２．三层造壁同双层造壁的香精微胶 １Ｏ８—１１２ ［２］邹黎明等，长效加香ＰＥＴ纤维的制备工艺及 其保香期的推算，纺织学报，１９９８，（６），３４～３６ ［３］王建新等，香精的微胶囊化及其性能测定，香 料香精化学品，１ ９９５，（１），４４—４７ 囊相比较，在香精主要成份沸程温度范围 内的热失重温度范围及最大热失重温度有 不同程度向高温方向偏移的趋势，随着单 体类别的不同差别甚远，同时随单体用量 的增高变得更加明显。 ［４］胡绍正，微胶囊香精的研制及在毛织物上的 应用，北京纺织，１９９５，（３），４Ｏ一４１ ［５］邹宗柏等，香料微胶囊的研制，日用化学工 业，１９９６，（２），１４－－１７ ［６］Ｉ．Ｄｅ Ｆｅｌｉｃｅ，Ｂ．Ｐ．：１ ４０１ １４３（１９７５） ３．当用茉莉香精微胶囊对织物进行 加香整理时，预烘的时间不宜过长；此外， （作者：讲师 教授讲师） 一２１—