具有天然防蚊功能的超柔家紡面料研制及應(yīng)用

蔣月亞

摘要：文章以天然驅(qū)蚊植物精油AB為芯材，殼聚糖與十二烷基苯磺酸鈉作為復(fù)合壁材，采用復(fù)凝聚法制備驅(qū)蚊微膠囊。采用正交試驗法分析了芯壁質(zhì)量濃度、芯壁比、復(fù)凝聚pH值、攪拌速度對微膠囊粒徑的影響，并測試了微膠囊整理后超柔織物的防蚊效果。實驗結(jié)果表明：當芯壁比2：1，芯壁質(zhì)量分數(shù)0.5%，復(fù)凝聚pH值5.0，攪拌速度800 r/min時微膠囊外觀呈圓球形，表面有微孔，平均粒徑為1～3 um。微膠囊整理能賦予超柔家紡面料良好的防蚊功效和耐洗性，且對織物的手感和風(fēng)格及白度影響不大。

關(guān)鍵詞：驅(qū)蚊精油；殼聚糖；復(fù)凝聚；微膠囊；整理；防蚊超柔家紡面料

全球每年有超過7億人受到蚊子叮咬的困擾，蚊子除直接叮刺吸血、騷擾睡眠外，還會傳播乙型腦炎、瘧疾、登革熱、絲蟲病、黃熱病、黑熱病等疾病，對人類健康造成極大危害。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計，全球每年大約有五億人感染瘧疾，約有200萬人失去生命。而且隨著全球氣溫升高，蚊子種群和數(shù)量都將大幅提高，蚊子對人類健康、生活造成的威脅也將越來越大。因此，預(yù)防蚊子叮咬、防止疾病傳播受到全世界的廣泛重視。

天然植物驅(qū)避劑以其安全環(huán)保，對皮膚無刺激，氣味友好等優(yōu)點受到人們的廣泛關(guān)注，目前已有關(guān)于艾葉、薰衣草、香茅等天然驅(qū)避劑的研究報道。耶魯大學(xué)研究人員在對岡比亞瘧蚊的研究中發(fā)現(xiàn)，雌性瘧蚊身上有諸多嗅覺接收器，可感知人體汗液中的吲哚、1-辛烯-3-醇、丁二酮、乙基苯酚等成分。因此，降低人體汗液中的信息素是防止蚊子叮咬的關(guān)鍵。天然植物含有自然之芳香，微膠囊化后可緩釋芳香氣息，干擾了蚊子對汗液中信息素的靈敏度，從而起到良好的驅(qū)蚊效果。

本文以天然驅(qū)蚊植物精油AB為芯材、殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉為復(fù)合壁材，成功制備了驅(qū)蚊微膠囊，并應(yīng)用于超柔家紡面料的防蚊整理，取得了良好的防蚊效果。

1.試驗

1.1材料與儀器

材料：驅(qū)蚊植物精油乳液AB（自制）、殼聚糖（脫乙酰度95%，麥克林），十二烷基苯磺酸鈉（99%，Labebuy），冰乙酸（分析純，成都市科龍化工試劑廠），戊二醛25%溶液（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。

儀器：JY92-IIN超聲波細胞粉碎儀（寧波新芝生物科技股份有限公司），HS-3C型數(shù)顯酸度計（雷磁分析儀器廠），Ultra-55型掃描電子顯微鏡（ZEISS Germany），WD-80色差白度儀（東莞市威頓試驗設(shè)備有限公司），WSD-3U熒光白度儀（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司），SD06小型噴霧干燥儀（萊州市電子儀器有限公司），Nucybertek Phabromet智能風(fēng)格儀（美國Nucybertek公司）。

1.2試驗方法

1.2.1驅(qū)蚊微膠囊制備

將驅(qū)蚊植物精油乳液AB加入到0.5%殼聚糖水溶液中；超聲分散一段時間；用10%的醋酸溶液調(diào)節(jié)pH值為4.5～5.5，再將pH值為4.5～5.5的十二烷基苯磺酸鈉溶液緩慢滴加到上述混合溶液中，并在一定速度下充分攪拌復(fù)凝聚反應(yīng)30 min左右；滴加少量的戊二醛交聯(lián)固化60 min左右，制得驅(qū)蚊微膠囊懸濁液，噴霧干燥即得荊芥精油微膠囊固體粉末。

1.2.2超柔織物微膠囊防蚊整理試樣工藝

a）工藝流程：超柔織物-浸漬（15 min）-浸軋整理液（兩浸兩軋，帶液率65%）-預(yù)烘（80℃，5 min）-焙烘（130℃，3 min）-水洗-自然晾干。

b）整理液配方：微膠囊10g/L、交聯(lián)劑AF20g/L。

2.結(jié)果與討論

2.1驅(qū)蚊微膠囊制備

2.1.1復(fù)凝聚法制備驅(qū)蚊微膠囊的正交試驗

以驅(qū)蚊植物精油AB為芯材，殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉為壁材，采用復(fù)凝聚法制備驅(qū)蚊微膠囊。以芯壁質(zhì)量分數(shù)（A）、芯壁比（B）、pH值（C）、攪拌速度（D）為4個因素，設(shè)計4因素3水平L（3）正交試驗，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，攪拌速度對微膠囊粒徑影響最大。攪拌速度低，體系中帶正電荷的殼聚糖與帶負電的十二烷基苯磺酸鈉、驅(qū)蚊精油乳液粒子之間由于靜電作用易發(fā)生團聚，又由于殼聚糖本身具有一定的粘度，若攪拌速度過低，容易發(fā)生氫鍵結(jié)合，導(dǎo)致微膠囊粒徑增加。因此攪拌速率高有利于形成較小的粒徑。

由表1還可知，芯壁質(zhì)量分數(shù)是影響微膠囊粒徑的主要因素。隨著系統(tǒng)濃度增大，微膠囊粒徑逐漸增大，主要是由于芯壁材濃度高，體系中帶正電荷的殼聚糖與帶負電荷的十二烷基苯磺酸鈉以及驅(qū)蚊精油乳液發(fā)生反應(yīng)幾率增加，從而發(fā)生凝聚導(dǎo)致微膠囊粒徑增大。

由表1還可知，芯壁比對驅(qū)蚊微膠囊粒徑也有一定的影響，芯壁比增加，即芯材的相對含量增加，單位壁材包裹的芯材增加，不僅使微膠囊粒徑增大，同時囊壁會變薄，影響微膠囊的強度；減小芯壁比，單位壁材包裹的芯材減少，粒徑減小，但由于囊壁變厚會影響微膠囊的緩釋性。所以確定合適的芯壁比為2：1。

pH值會影響殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉、驅(qū)蚊精油乳液所帶電荷量及兩者的靜電結(jié)合，從而對微膠囊形成及其粒徑產(chǎn)生影響。由表1可知，在試驗范圍內(nèi)，復(fù)凝聚pH值對驅(qū)蚊微膠囊粒徑的影響最小。

因此，當芯壁質(zhì)量分數(shù)0.5%、芯壁比2：1、復(fù)凝聚pH值5.0，攪拌速度800 r/min時，得到的驅(qū)蚊微膠囊粒徑較小，穩(wěn)定性好。

2.2防蚊超柔織物制備及其防蚊效果

借助于交聯(lián)劑的作用，將制備的驅(qū)蚊微膠囊通過浸軋、焙烘的方式固著到超柔織物上，防蚊效果及其耐洗性測試結(jié)果如表2所示。

從表2可知，經(jīng)驅(qū)蚊微膠囊整理后的超柔織物具有良好的防蚊效果，對蚊子的驅(qū)避率達到86.7%。經(jīng)不同次數(shù)洗滌后驅(qū)蚊效果略有下降，這是因為織物上的微膠囊部分脫落所致。但即使經(jīng)過15次洗滌后驅(qū)蚊效果仍達到73.3%，表明具有良好的耐洗性。

2.3驅(qū)蚊微膠囊及整理織物的表面形貌

從圖2可見，驅(qū)蚊微膠囊在掃描電鏡下呈球形，囊形規(guī)整，分散均勻，微膠囊表面有微孔，粒徑為1～3 gm。整理后超柔織物表面附著了大量驅(qū)蚊微膠囊，從而賦予了超柔織物良好的驅(qū)蚊功效。

2.4防蚊超柔織物的性能

防蚊整理前后超柔織物的風(fēng)格及白度測試結(jié)果如表3所示。

由表3可知，超柔織物經(jīng)驅(qū)蚊微膠囊整理后硬挺度略有增大，增加率為3.52%；柔軟度和光滑度略有下降，下降率分別為0.96%和0.93%；白度略有下降，下降率為4.0%?？傊牢谜韺Τ峥椢镲L(fēng)格和白度影響不大。

2.5批量生產(chǎn)應(yīng)用

我公司2016年3月接浙江佳寶紡織公司外貿(mào)防蚊超柔訂單12 000 m，結(jié)合試生產(chǎn)工藝，制定了批量生產(chǎn)工藝。

工藝流程如下：超柔織物（1毛高素色平剪超柔，門幅152 cm，平方米質(zhì)量260 g/m2）-浸軋整理液（兩浸兩軋，帶液率65%，微膠囊12 g/L、交聯(lián)劑AF25 g/L）-平網(wǎng)預(yù)烘（75～80℃，8 m/min）-定型（130～135℃，12 m/min）

經(jīng)測試各項指標均符合客戶要求，順利交貨，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

3.結(jié)論

a）以殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉作為壁材，天然驅(qū)蚊植物精油AB為芯材，采用復(fù)凝聚法制備天然植物精油驅(qū)蚊微膠囊，其優(yōu)化工藝為：芯壁質(zhì)量分數(shù)0.5%、芯壁比2：1、復(fù)凝聚pH值5.0，攪拌速度800 r/min。

b）通過掃描電鏡觀察到驅(qū)蚊微膠囊呈圓球狀，表面有微孔，平均粒徑在1～3um，囊型規(guī)則，分布均勻。

c）驅(qū)蚊微膠囊整理后的超柔家紡織物具有良好的驅(qū)蚊效果和耐洗性，對織物的風(fēng)格與白度影響較小。