在莫斯科克洛库斯展览中心,国际技术纺织品、非织造材料和设备大会Technotextil 2024正如火如荼地进行中。圣彼得堡工业技术与设计大学(SPbSUTD)作为本次活动的科学合作伙伴之一,其科学家们为来自俄罗斯、印度、中国、乌兹别克斯坦、土耳其和突尼斯的科学和商业界展示了他们在工程和技术纺织领域的创新成果。
SPbSUTD化学技术教研室主任、化学博士、教授Elena Sashina在大会上发表了关于智能纺织品用微胶囊整理剂的研究报告,以下是她在Technotextil 2024大会演讲的要点。
智能纺织品
智能纺织品是指能够对环境条件作出反应的纺织材料,例如改变颜色或表面温度。如今,许多技术性、日常性和特殊性纺织品消费者希望拥有具有热致变色、自我降温和温度调节功能的材料,能够释放香料、药物和化妆成分。微胶囊整理可以赋予纺织品这些特性。
微胶囊整理剂的制作过程
微胶囊技术将具有特定功能的物质或复合物包裹在聚合物外壳中。通过化学方法对水或有机介质中难溶的活性成分进行包裹,生成保护膜。微胶囊技术不仅用于现代纺织材料的开发,还能加快织物整理的生产过程。
例如,聚合物外壳可以是不可渗透的,保护核心物质免受外界影响,或是可渗透的,逐步释放香料、驱虫剂、药物或化妆成分。通过改变外壳厚度和外部参数来控制外壳的渗透性以及核心物质的释放速度。
用于热致变色纺织品的微胶囊
在我们的研究中,旨在寻找更高效且低毒的显色剂,以改善已知的热致变色物质。我们进行了两个方向的研究:使用无毒的质子型显色剂,这种显色剂改变了颜色变化的机制,扩展了热致变色组合的颜色范围和强度。
我们利用新型低毒热致变色组合物的专利配方,开发了用于纤维材料整理的微胶囊剂技术。微胶囊化过程的主要挑战在于防止在聚合反应中用于固化外壳的酸进入微胶囊核心。为此,我们在乳化过程中使用了树脂状表面活性剂。
用于自我降温纺织品的微胶囊
我们还开发了国内技术,用于制备具有相变特性的微胶囊材料,用于自我降温材料的整理。这些微胶囊的核心物质可根据环境温度变化而改变相态。在高温下,这些物质转为液相,通过融化过程吸收热量来降温;在低温下,它们则回到固态,起到保暖作用。
通过将具有高熔融热的石蜡和非石蜡物质封装在甲醛外壳中,我们实现了整理剂的高温度调节性能。当这些整理剂涂在纺织材料上时,能在温度达到30°C及以上时降低材料表面温度,具体效果取决于材料的种类、涂层密度和微胶囊的参数。
结论
— “最后,我要表达我的信心,这些国内开发的微胶囊整理技术将在不久的将来应用于化工企业,并且热致变色颜料或具有相变特性的微胶囊材料也将被广泛应用于纺织领域。”
SPbSUTD教授 Elena Sashina