薄荷油微胶囊的制备及其应用

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薄荷油等香精物质沸点较低,容易挥发,因此在将它们引入纤维中制备芳香纺织品时难以采用熔纺工艺,而且留香时间短。将香精微胶囊化可以缓解香精易挥发的问题,用壁材把香精包裹起来,既可以在加工过程中一定程度上保护香精耐受加工温度,又可以控制香精释放的速率,达到缓释效果。本文以明胶和阿拉伯胶做壁材,薄荷油为芯材,通过复凝聚法制备具有缓释性能的薄荷油微胶囊,将制备得到的微胶囊分别通过共混熔融纺丝引入尼龙6纤维以及通过浸轧方式整理到棉织物上,并研究纤维和棉织物的性能。主要工作包括以下几个方面:采用复凝聚法制备了薄荷油微胶囊,研究乳化剂浓度、交联剂用量、搅拌速率、壁材浓度、芯壁比、复凝聚pH值等因素对微胶囊化的影响。通过数码偏光显微镜,激光粒度仪,紫外可见分光光度计,红外光谱分析,热失重分析,扫描电镜等手段表征了微胶囊的形貌及其性能。探索出了制备微胶囊的最佳工艺条件:乳化剂浓度为0.5%,交联剂用量为6mL,搅拌速率为600rpm,壁材浓度为1.5%,芯壁比为1:2,复凝聚pH值为3.3。在此工艺条件下制得的微胶囊,其含油率达到39%,利用扫描电镜(SEM)观察到微胶囊的表面光滑,囊壁致密完整,形状大致呈球形。激光粒度仪测得微胶囊的平均粒径约为6μm。实验结果表明,在40℃下加热30h,薄荷精油挥发率达到80%以上,而微胶囊化后的薄荷油其挥发率只有20%。薄荷油微胶囊化可以明显地降低薄荷油的挥发速率,更有利于精油持续长久地发挥其功效,从而达到缓释的效果。在最佳工艺条件下,制备薄荷油微胶囊通过共混熔融纺丝引入尼龙6纤维。对尼龙6的可纺性,力学性能,表面形貌等进行了研究,最终得到熔融纺丝的最佳工艺条件:微胶囊含量为0.5wt%,流变调控剂用量为5wt%,螺杆、组件、喷丝板温度分别为250℃、265℃、238℃。实验结果表明,尼龙6的可纺性与微胶囊含量有关系,随着微胶囊含量的增加,可纺性降低,由于微胶囊的加入,尼龙6纤维的物理机械性能有所下降,纤维含油率虽然不高,但是有明显的芳香效果,且薄荷油释放速率缓慢,有留香效果。将微胶囊化的薄荷油通过浸轧方式整理棉织物,通过对棉织物含油率,力学性能,硬挺性,折皱回复角,白度,表面形貌的研究,微胶囊浸轧整理棉织物的最佳工艺条件为:预烘温度为70℃,预烘时间为3min,焙烘温度为120℃,焙烘时间为2min。通过扫描电镜(SEM)分析,经整理的棉织物表面和纤维空隙中均能观察到微胶囊的存在,并且大部分的微胶囊形态完整,没有破壁现象。通过含油率的分析,存在于棉织物中的微胶囊释放薄荷油速率缓慢,有一定的缓释作用。
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