具有天然防蚊功能的超柔家纺面料研制及应用

蒋月亚

摘要：文章以天然驱蚊植物精油AB为芯材，壳聚糖与十二烷基苯磺酸钠作为复合壁材，采用复凝聚法制备驱蚊微胶囊。采用正交试验法分析了芯壁质量浓度、芯壁比、复凝聚pH值、搅拌速度对微胶囊粒径的影响，并测试了微胶囊整理后超柔织物的防蚊效果。实验结果表明：当芯壁比2：1，芯壁质量分数0.5%，复凝聚pH值5.0，搅拌速度800 r/min时微胶囊外观呈圆球形，表面有微孔，平均粒径为1～3 um。微胶囊整理能赋予超柔家纺面料良好的防蚊功效和耐洗性，且对织物的手感和风格及白度影响不大。

关键词：驱蚊精油；壳聚糖；复凝聚；微胶囊；整理；防蚊超柔家纺面料

全球每年有超过7亿人受到蚊子叮咬的困扰，蚊子除直接叮刺吸血、骚扰睡眠外，还会传播乙型脑炎、疟疾、登革热、丝虫病、黄热病、黑热病等疾病，对人类健康造成极大危害。据世界卫生组织（WHO）统计，全球每年大约有五亿人感染疟疾，约有200万人失去生命。而且随着全球气温升高，蚊子种群和数量都将大幅提高，蚊子对人类健康、生活造成的威胁也将越来越大。因此，预防蚊子叮咬、防止疾病传播受到全世界的广泛重视。

天然植物驅避剂以其安全环保，对皮肤无刺激，气味友好等优点受到人们的广泛关注，目前已有关于艾叶、薰衣草、香茅等天然驱避剂的研究报道。耶鲁大学研究人员在对冈比亚疟蚊的研究中发现，雌性疟蚊身上有诸多嗅觉接收器，可感知人体汗液中的吲哚、1-辛烯-3-醇、丁二酮、乙基苯酚等成分。因此，降低人体汗液中的信息素是防止蚊子叮咬的关键。天然植物含有自然之芳香，微胶囊化后可缓释芳香气息，干扰了蚊子对汗液中信息素的灵敏度，从而起到良好的驱蚊效果。

本文以天然驱蚊植物精油AB为芯材、壳聚糖和十二烷基苯磺酸钠为复合壁材，成功制备了驱蚊微胶囊，并应用于超柔家纺面料的防蚊整理，取得了良好的防蚊效果。

1.试验

1.1材料与仪器

材料：驱蚊植物精油乳液AB（自制）、壳聚糖（脱乙酰度95%，麦克林），十二烷基苯磺酸钠（99%，Labebuy），冰乙酸（分析纯，成都市科龙化工试剂厂），戊二醛25%溶液（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）。

仪器：JY92-IIN超声波细胞粉碎仪（宁波新芝生物科技股份有限公司），HS-3C型数显酸度计（雷磁分析仪器厂），Ultra-55型扫描电子显微镜（ZEISS Germany），WD-80色差白度仪（东莞市威顿试验设备有限公司），WSD-3U荧光白度仪（上海沪粤明科学仪器有限公司），SD06小型喷雾干燥仪（莱州市电子仪器有限公司），Nucybertek Phabromet智能风格仪（美国Nucybertek公司）。

1.2試验方法

1.2.1驱蚊微胶囊制备

将驱蚊植物精油乳液AB加入到0.5%壳聚糖水溶液中；超声分散一段时间；用10%的醋酸溶液调节pH值为4.5～5.5，再将pH值为4.5～5.5的十二烷基苯磺酸钠溶液缓慢滴加到上述混合溶液中，并在一定速度下充分搅拌复凝聚反应30 min左右；滴加少量的戊二醛交联固化60 min左右，制得驱蚊微胶囊悬浊液，喷雾干燥即得荆芥精油微胶囊固体粉末。

1.2.2超柔织物微胶囊防蚊整理试样工艺

a）工艺流程：超柔织物-浸渍（15 min）-浸轧整理液（两浸两轧，带液率65%）-预烘（80℃，5 min）-焙烘（130℃，3 min）-水洗-自然晾干。

b）整理液配方：微胶囊10g/L、交联剂AF20g/L。

2.结果与讨论

2.1驱蚊微胶囊制备

2.1.1复凝聚法制备驱蚊微胶囊的正交试验

以驱蚊植物精油AB为芯材，壳聚糖和十二烷基苯磺酸钠为壁材，采用复凝聚法制备驱蚊微胶囊。以芯壁质量分数（A）、芯壁比（B）、pH值（C）、搅拌速度（D）为4个因素，设计4因素3水平L（3）正交试验，结果如表1所示。

由表1可知，搅拌速度对微胶囊粒径影响最大。搅拌速度低，体系中带正电荷的壳聚糖与带负电的十二烷基苯磺酸钠、驱蚊精油乳液粒子之间由于静电作用易发生团聚，又由于壳聚糖本身具有一定的粘度，若搅拌速度过低，容易发生氢键结合，导致微胶囊粒径增加。因此搅拌速率高有利于形成较小的粒径。

由表1还可知，芯壁质量分数是影响微胶囊粒径的主要因素。随着系统浓度增大，微胶囊粒径逐渐增大，主要是由于芯壁材浓度高，体系中带正电荷的壳聚糖与带负电荷的十二烷基苯磺酸钠以及驱蚊精油乳液发生反应几率增加，从而发生凝聚导致微胶囊粒径增大。

由表1还可知，芯壁比对驱蚊微胶囊粒径也有一定的影响，芯壁比增加，即芯材的相对含量增加，单位壁材包裹的芯材增加，不仅使微胶囊粒径增大，同时囊壁会变薄，影响微胶囊的强度；减小芯壁比，单位壁材包裹的芯材减少，粒径减小，但由于囊壁变厚会影响微胶囊的缓释性。所以确定合适的芯壁比为2：1。

pH值会影响壳聚糖和十二烷基苯磺酸钠、驱蚊精油乳液所带电荷量及两者的静电结合，从而对微胶囊形成及其粒径产生影响。由表1可知，在试验范围内，复凝聚pH值对驱蚊微胶囊粒径的影响最小。

因此，当芯壁质量分数0.5%、芯壁比2：1、复凝聚pH值5.0，搅拌速度800 r/min时，得到的驱蚊微胶囊粒径较小，稳定性好。

2.2防蚊超柔织物制备及其防蚊效果

借助于交联剂的作用，将制备的驱蚊微胶囊通过浸轧、焙烘的方式固着到超柔织物上，防蚊效果及其耐洗性测试结果如表2所示。

从表2可知，经驱蚊微胶囊整理后的超柔织物具有良好的防蚊效果，对蚊子的驱避率达到86.7%。经不同次数洗涤后驱蚊效果略有下降，这是因为织物上的微胶囊部分脱落所致。但即使经过15次洗涤后驱蚊效果仍达到73.3%，表明具有良好的耐洗性。

2.3驱蚊微胶囊及整理织物的表面形貌

从图2可见，驱蚊微胶囊在扫描电镜下呈球形，囊形规整，分散均匀，微胶囊表面有微孔，粒径为1～3 gm。整理后超柔织物表面附着了大量驱蚊微胶囊，从而赋予了超柔织物良好的驱蚊功效。

2.4防蚊超柔织物的性能

防蚊整理前后超柔织物的风格及白度测试结果如表3所示。

由表3可知，超柔织物经驱蚊微胶囊整理后硬挺度略有增大，增加率为3.52%；柔软度和光滑度略有下降，下降率分别为0.96%和0.93%；白度略有下降，下降率为4.0%。总之，防蚊整理对超柔织物风格和白度影响不大。

2.5批量生产应用

我公司2016年3月接浙江佳宝纺织公司外贸防蚊超柔订单12 000 m，结合试生产工艺，制定了批量生产工艺。

工艺流程如下：超柔织物（1毛高素色平剪超柔，门幅152 cm，平方米质量260 g/m2）-浸轧整理液（两浸两轧，带液率65%，微胶囊12 g/L、交联剂AF25 g/L）-平网预烘（75～80℃，8 m/min）-定型（130～135℃，12 m/min）

经测试各项指标均符合客户要求，顺利交货，为公司创造了良好的经济效益。

3.结论

a）以壳聚糖和十二烷基苯磺酸钠作为壁材，天然驱蚊植物精油AB为芯材，采用复凝聚法制备天然植物精油驱蚊微胶囊，其优化工艺为：芯壁质量分数0.5%、芯壁比2：1、复凝聚pH值5.0，搅拌速度800 r/min。

b）通过扫描电镜观察到驱蚊微胶囊呈圆球状，表面有微孔，平均粒径在1～3um，囊型规则，分布均匀。

c）驱蚊微胶囊整理后的超柔家纺织物具有良好的驱蚊效果和耐洗性，对织物的风格与白度影响较小。