具有天然防蚊功能的超柔家紡面料研制及應用

蔣月亞

摘要：文章以天然驅蚊植物精油AB為芯材，殼聚糖與十二烷基苯磺酸鈉作為復合壁材，采用復凝聚法制備驅蚊微膠囊。采用正交試驗法分析了芯壁質量濃度、芯壁比、復凝聚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。實驗結果表明：當芯壁比2：1，芯壁質量分數0.5%，復凝聚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格及白度影響不大。

關鍵詞：驅蚊精油；殼聚糖；復凝聚；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。據世界衛生組織（WHO）統計，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。

天然植物驅避劑以其安全環保，對皮膚無刺激，氣味友好等優點受到人們的廣泛關注，目前已有關于艾葉、薰衣草、香茅等天然驅避劑的研究報道。耶魯大學研究人員在對岡比亞瘧蚊的研究中發現，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，從而起到良好的驅蚊效果。

本文以天然驅蚊植物精油AB為芯材、殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉為復合壁材，成功制備了驅蚊微膠囊，并應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（東莞市威頓試驗設備有限公司），WSD-3U熒光白度儀（上海滬粵明科學儀器有限公司），SD06小型噴霧干燥儀（萊州市電子儀器有限公司），Nucybertek Phabromet智能風格儀（美國Nucybertek公司）。

1.2試驗方法

1.2.1驅蚊微膠囊制備

將驅蚊植物精油乳液AB加入到0.5%殼聚糖水溶液中；超聲分散一段時間；用10%的醋酸溶液調節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凝聚反應30 min左右；滴加少量的戊二醛交聯固化60 min左右，制得驅蚊微膠囊懸濁液，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、交聯劑AF20g/L。

2.結果與討論

2.1驅蚊微膠囊制備

2.1.1復凝聚法制備驅蚊微膠囊的正交試驗

以驅蚊植物精油AB為芯材，殼聚糖和十二烷基苯磺酸鈉為壁材，采用復凝聚法制備驅蚊微膠囊。以芯壁質量分數（A）、芯壁比（B）、pH值（C）、攪拌速度（D）為4個因素，設計4因素3水平L（3）正交試驗，結果如表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、驅蚊精油乳液粒子之間由于靜電作用易發生團聚，又由于殼聚糖本身具有一定的粘度，若攪拌速度過低，容易發生氫鍵結合，導致微膠囊粒徑增加。因此攪拌速率高有利于形成較小的粒徑。

由表1還可知，芯壁質量分數是影響微膠囊粒徑的主要因素。隨著系統濃度增大，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蚊精油乳液發生反應幾率增加，從而發生凝聚導致微膠囊粒徑增大。

由表1還可知，芯壁比對驅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、驅蚊精油乳液所帶電荷量及兩者的靜電結合，從而對微膠囊形成及其粒徑產生影響。由表1可知，在試驗范圍內，復凝聚pH值對驅蚊微膠囊粒徑的影響最小。

因此，當芯壁質量分數0.5%、芯壁比2：1、復凝聚pH值5.0，攪拌速度800 r/min時，得到的驅蚊微膠囊粒徑較小，穩定性好。

2.2防蚊超柔織物制備及其防蚊效果

借助于交聯劑的作用，將制備的驅蚊微膠囊通過浸軋、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果如表2所示。

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

2.3驅蚊微膠囊及整理織物的表面形貌

從圖2可見，驅蚊微膠囊在掃描電鏡下呈球形，囊形規整，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蚊微膠囊，從而賦予了超柔織物良好的驅蚊功效。

2.4防蚊超柔織物的性能

防蚊整理前后超柔織物的風格及白度測試結果如表3所示。

由表3可知，超柔織物經驅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%。總之，防蚊整理對超柔織物風格和白度影響不大。

2.5批量生產應用

我公司2016年3月接浙江佳寶紡織公司外貿防蚊超柔訂單12 000 m，結合試生產工藝，制定了批量生產工藝。

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、交聯劑AF25 g/L）-平網預烘（75～80℃，8 m/min）-定型（130～135℃，12 m/min）

經測試各項指標均符合客戶要求，順利交貨，為公司創造了良好的經濟效益。

3.結論

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

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

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