驅(qū)蚊微膠囊的制備及對粘膠面料的功能整理1

楊 陳

（江西服裝學院，江西 南昌 330201）

全球發(fā)現(xiàn)的蚊子種類多達3 000種，是登革熱、瘧疾、黃熱病及絲蟲病等其他病原體的中間寄主，因此蚊蟲的防治歷來被作為疾病傳播的一個重要環(huán)節(jié)。目前，驅(qū)蚊技術(shù)主要集中在物理隔離與化學藥劑產(chǎn)生揮發(fā)性氣體進行驅(qū)蚊，前者對人體無害，但受到使用空間與時間的限制，而后者雖然具有較好的蚊蟲防治效果，但也給人們的健康也帶來了巨大的隱患。研究發(fā)現(xiàn)很多植物所提煉的天然精油具有較好的驅(qū)蚊效果，對人體無害，是理想的驅(qū)蚊材料，目前研究最多的天然植物提取液有香茅、薰衣草、艾葉等[1-2]。

本文通過制備青蒿揮發(fā)油驅(qū)蚊微膠囊（下文均以ANMM代替表述），利用ANMM對粘膠織物進行防蚊整理并測試整理前后織物性能，為新型防蚊面料的開發(fā)提供參考。

1 實驗

1.1 材料與試劑

材料：粘膠纖維面料（平紋結(jié)構(gòu)、紗線粗細為18.2 tex、捻度為94捻/10 cm，經(jīng)緯紗線密度分別為356根/10 cm，284根/10 cm）、青蒿（重慶市豐都縣付氏青蒿種植基地）。

試劑：司本-80（辛集市信友化工有限公司）、十二烷基苯磺酸鈉（鄭州優(yōu)然化工原料有限公司）、海藻酸鈉（鄭州生?；ぎa(chǎn)品有限公司）、乙酸（鄭州皇朝化工產(chǎn)品有限公司）、殼聚糖（南通興成生物制品廠）、戊二醛（山東安爾化工有限公司）、氫氧化鈉（天津鵬坤化工有限公司）、吐溫 80表面活性劑（上海圓創(chuàng)生物科技有限公司）、碳酸鈉（滄州興友化工產(chǎn)品有限公司），以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SFE-2000-2超臨界萃取儀（美國應用分離公司）、ZKY-303BS中藥超微粉碎機（北京中科浩宇科技發(fā)展有限公司）、ME104E電子分析天平（METTLER TOLEDO公司）、GUIGO-88-IIN超聲波細胞粉碎機（上海桂戈實業(yè)有限公司）、D2010W電動攪拌器（上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司）、QL-1076全自動激光粒度分析儀（廈門群隆儀器有限公司；測驗規(guī)模 0.1～600 μm（全量程無縫測驗））、LRHS-101B-LH恒溫恒濕檢測試驗箱（上海林頻儀器股份有限公司）、A231502電熱恒溫干燥箱（上海艾測電子科技有限公司）、JJ-2000Y精密電子天平（北京凱迪萊特儀器設(shè)備有限公司）、INSTRON5590萬能材料試驗機（美國英斯特朗公司）、Nucybertek Phabromet 智能風格儀（美國Nucybertek公司）、WSB-2C熒光白度儀（上海平軒科學儀器有限公司）。

1.3 試樣準備與測試

1.3.1 青蒿揮發(fā)油的提取與ANMM的制備

將青蒿植物去除根葉、烘干、粉碎后，使用超臨界萃取儀在二氧化碳中超臨界萃取，萃取條件：壓力30 MPa，溫度60℃的條件下萃取2 h，即制備青篙揮發(fā)油。將制備的一定濃度的青蒿揮發(fā)油加入司本-80，并將蒸餾水加入吐溫-80中，其中司本-80與吐溫-80質(zhì)量比為8∶1，兩者均充分溶解攪拌均勻、混合后投入到超聲波細胞粉碎機在功率為300 W的條件下乳化15 min制備青蒿揮發(fā)油乳液。取質(zhì)量分數(shù)為2%的殼聚糖溶液加入到青蒿揮發(fā)油乳液中超聲處理20 min后，使用乙酸調(diào)節(jié)pH值至3.0，緩緩加入十二烷基苯磺酸鈉/海藻酸鈉混合水溶液，再次調(diào)節(jié)pH至3.0后，在600 r/min轉(zhuǎn)速，并在40℃的恒溫水浴中攪拌30 min后在混合溶液中加入少量的戊二醛交聯(lián)固化60 min，制得青蒿揮發(fā)油微膠囊懸濁液，并利用噴霧干燥懸濁液即得 ANMM，其中通過芯、壁的用量使得在各質(zhì)量濃度條件下制備的微膠囊芯、壁材的體積比分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1 和 5∶1。

1.3.2 平均粒徑測試

利用QL-1076全自動激光粒度分析儀對制備的ANMM的平均粒徑尺寸進行測試，通過測試數(shù)值計算粒徑測試值的平均值。

1.3.3 面料驅(qū)蚊整理

將上述微膠囊配置成10 g/L，交聯(lián)劑20 g/L的整理液后按照如下工藝對粘膠纖維面料進行驅(qū)蚊整理：粘膠纖維面料在整理液浸漬（浸漬時長15 min）→浸軋整理液（兩浸兩軋，帶液率為65%）→預烘（預烘溫度為80℃，時長為5 min）→焙烘（焙烘溫度為130℃，時長為3 min）→水洗后自然晾干。

1.3.4 面料性能測試

利用INSTRON5590萬能材料試驗機、WSB-2C熒光白度儀與Nucybertek Phabromet 智能風格儀測試ANMM 整理前后粘膠面料的白度、折皺回復角、斷裂強力、硬挺度、柔軟度及光滑度指標，且所有測試試樣均在 105℃干燥至恒重后再20℃、65%濕度條件下調(diào)濕 24 h后依次按照各指標的國家測試標準進行測試。

1.3.5 驅(qū)蚊效果測試

本文的驅(qū)蚊效果裝置采用蔣月亞的自制驅(qū)蚊測試裝置設(shè)計方案[3]，裝置示意圖如圖1所示。將經(jīng)ANMM整理的粘膠纖維面料靜放到A腔中，未經(jīng)整理的粘膠纖維面料靜放在C腔中，在B腔中放入50只雌性伊蚊，抽取隔板十分鐘后觀察A腔與C腔中的蚊子的數(shù)量，并依據(jù)公式1計算面料的驅(qū)蚊率。將ANMM整理后的粘膠纖維面料在浴比1∶50、碳酸鈉1 g/L，洗衣粉4 g/L，水溫25℃的條件下水洗30 min后自然風干，再次按照上述測試方法測試整理后該面料的驅(qū)蚊效果。

式中：NA為A腔中雌性伊蚊數(shù)量，只；NC為C腔中雌性伊蚊數(shù)量，只。

圖1 驅(qū)蚊裝置示意圖

2 結(jié)果與討論

2.1 芯壁體積對粒徑的影響

ANMM粒徑分布圖如圖2所示，從圖2可以看出，當芯壁體積比為2∶1時粒徑偏小，對不同芯壁比例的ANMM粒徑計算平均值，得ANMM平均粒徑與芯壁體積比測試關(guān)系如圖3所示，從圖3可以看出，隨著青蒿揮發(fā)油素ANMM芯壁體積比的增加，其平均粒徑在2∶1時出現(xiàn)稍微降低，在達到最低值之后，又呈現(xiàn)了正相關(guān)。

圖2 ANMM粒徑分布圖

圖3 ANMM平均粒徑與芯壁體積比測試關(guān)系

2.2 芯壁體積對面料性能的影響

ANMM整理前后粘膠纖維面料的性能測試結(jié)果如表1所示。從測試結(jié)果可以看出，ANMM整理后的粘膠纖維面料的白度、折皺回復角、斷裂強力與光滑度相比整理前均有所下降；芯壁體積比為 2∶1的ANMM整理后的粘膠纖維面料的白度、折皺回復角、斷裂強力與光滑度均高于其他芯壁體積比的ANMM整理后的面料；粘膠纖維面料的硬挺度隨著整理劑ANMM芯壁體積比的增加而增加。上述指標的變化主要是由于：ANMM的白度不及漂白后的粘膠纖維面料，當粘膠纖維面料經(jīng)ANMM整理后致使面料的白度降低；當ANMM芯壁體積比為2∶1時，ANMM體積最小，經(jīng)該比例ANMM整理后的粘膠纖維面料表面ANMM分布更加均勻，光滑度更好，對面料的白度、折皺回復角與硬挺度影響最??；同時ANMM的體積最小，使得一部分ANMM進入面料結(jié)構(gòu)內(nèi)部，延緩了由于粘膠纖維面料表面ANMM整理所造成的面料延伸性降低，斷裂強力下降。綜述所示，ANMM體積越小對粘膠纖維面料整理后的性能影響最小。

表1 ANMM整理前后粘膠纖維面料的性能測試結(jié)果

2.3 面料驅(qū)蚊測試

ANMM整理前后粘膠纖維面料驅(qū)蚊率測試結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，洗滌前的ANMM整理粘膠纖維面料的驅(qū)蚊率隨著ANMM芯壁體積比的增加不斷增加。這是由于ANMM芯體積的增加導致單位體積內(nèi)青蒿提取液含量的增加，驅(qū)蚊效果也隨之增加。面料的驅(qū)蚊效果在洗滌后均得到不同程度的降低，經(jīng)芯壁體積比為2∶1的ANMM整理的粘膠纖維面料的驅(qū)蚊效果下降最小，且驅(qū)蚊效果比其他比例的粘膠纖維面料洗滌后的驅(qū)蚊效果還要高，這是由于按芯壁體積比為2∶1制備的ANMM的體積較小，能夠更好地與粘膠纖維面料交聯(lián)，從而保證了驅(qū)蚊效果的穩(wěn)定性。

圖4 ANMM整理前后粘膠纖維面料驅(qū)蚊率測試結(jié)果

2.4 芯壁體積比優(yōu)化探討

從上述的測試分析中可以看出，ANMM的芯壁比例能夠直徑影響ANMM的粒徑大小，而粒徑大小又與整理粘膠纖維面料的服用性能與驅(qū)蚊效果有直接關(guān)系。芯壁比例的增加，即單位體積壁材所包裹的青蒿揮發(fā)油相對用量增加，不僅造成ANMM囊壁厚度減小，也造成了ANMM粒徑的增加，減小了ANMM的結(jié)構(gòu)強度；若ANMM芯壁比例過小，則造成單位體積壁材所包裹的青蒿揮發(fā)油相對用量太少，從而致使ANMM驅(qū)蚊效果的降低[3]。結(jié)合上述粘膠纖維面料ANMM整理前后的服用性能與驅(qū)蚊效果可知，ANMM的芯壁比為2∶1時，ANMM粒徑最小，且整理后的粘膠纖維面料在保持了面料服用性能的同時，還兼有良好的驅(qū)蚊效果，因此ANMM的芯壁比為2∶1為最佳比例。

3 結(jié)論

通過對ANMM整理前后粘膠纖維的面料性能與驅(qū)蚊效果的測試，結(jié)果表明青蒿揮發(fā)油具有較好的驅(qū)蚊效果，以青蒿揮發(fā)油為芯材，以芯壁體積比為2∶1制備的ANMM粒徑最小，整理過的粘膠纖維面料不僅保持了粘膠纖維面料的性能，而且驅(qū)蚊效果也較佳。

參考文獻：

[1]刁水華, 化丹丹, 蔣耀興, 等. 香茅精油微膠囊對錦綸織物的驅(qū)蚊整理[J]. 印染助劑, 2015, 32(10): 45-48.

[2]劉軍. 負載香茅油微球驅(qū)蚊織物的制備及釋放性能研究[D]. 燕山大學, 2014博士論文.

[3]蔣月亞. 具有天然防蚊功能的超柔家紡面料研制及應用[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù), 2017, 25(1): 28-31.