香精微胶囊的制备及应用

香精微胶囊的制备及应用

近年来，一项新技术越来越受到重视，即微胶囊技术。微胶囊的应用范围已从最初的药物包覆和无碳复写纸扩展到食品、农药、涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、感光材料、纺织行业。微胶囊技术在纺织上的应用起步较晚,到本世纪80年代以后,微胶囊独有的缓释性和隔离活性成分功能得到进一步应用,微胶囊技术才开始在纺织行业蓬勃发展起来。至今,在织物的染色、印花、加香整理、卫生整理及阻燃整理中,微胶囊技术已经得到了较为广泛的应用[2～5]。对织物进行加香整理,是织物功能性整理的新发展,它可以广泛运用到各种天然纤维和合成纤维材料的纺织品中,大大提高了纺织品的附加值,改善了纺织品的风格,扩大了其应用。但是,早期的香味整理释香寿命短,且耐洗性能极差,重复利用率极低。若将香味剂包裹于微胶囊中,再利用粘合剂等助剂将其与织物牢牢结合,则既可延长释香寿命,又可增强其耐洗性能。制备香味微胶囊的壁材种类有多种例如明胶阿拉伯胶、乙基纤维素、蜜胺树脂等,其制备后的类型也有多种,如缓释型、压敏型和热敏型。本文采用部分醚化的蜜胺树脂作为壁材,对香精进行胶囊化制成缓释型及压敏型香精微胶囊后,再对纯棉织物进行香味整理。通过对整理后织物的游离甲醛测定及对缓释型香精微胶囊整理后织物香精萃取液的气相色谱检测,验证了蜜胺树脂型香味微胶囊的应用安全性及长效的留香性。1实验1.1仪器、药物和材料1.1.1仪器和检测方法高剪切混合乳化机(上海威宇机械电子有限公司);JB90-D型强力电动搅拌机(上海标本模型厂);烘箱(上海分析仪器厂);恒温水浴锅(上海医疗器械厂);电子天平(日本,SHIMADZU);721型分光光度计(上海第三分析仪器厂);岛津气相色谱仪(日本)——(柱:2%PET6000,60～80目;柱温100℃;检测器温度120℃;进样器温度120℃)。1.1.2草莓香精的测定部分醚化的蜜胺树脂(C.P);系统调节剂MS(自制);草莓香精(上海香料研究所);醋酸铵(A.R);冰醋酸(A.R);戊二酮(A.R);甲醛(A.R);95%乙醇溶液(A.R);纯棉布:40*40退漂煮白棉布。1.2实验步骤1.2.1设置香精微囊将香料、系统调节剂MS、蒸馏水在高剪切混合乳化机中高速均化。将均化好的乳液倒入三口烧瓶,放入恒温水浴槽中,在搅拌条件下滴加一定量特定的蜜胺树脂升温至保温进行单层造壁;将体系冷却至室温后,在搅拌条件下再次滴加一定量特定的蜜胺树脂,升温至65℃,保温2h,进行双层造壁;接着升温至80℃,加入不同量的聚合单体(当加入量为香精量的2%或5%时,得到缓释型香精微胶囊;当加入量为香精量的10%时,得到压敏型香精微胶囊)进行三层造壁。1.2.2制备成汁微胶囊浸渍(处方1:粘合剂50g/L,10%液态香料微胶囊75g/L,浴比1∶10;处方2:粘合剂40g/L,10%液态香料微胶囊60g/L,非离子渗透剂少许,浴比1∶10)※轧(带液率90%～100%)※预烘(80℃,1.5min)※焙烘(100～110℃,1.5min)。其中:处方1为测游离甲醛用,处方2为测释香性能用1.2.3织物释放甲醛实验(1)戊二酮试剂配制:称取醋酸铵150g,加适量蒸馏水溶解,然后加入冰醋酸3mL和戊二酮2mL,加蒸馏水至1L。(2)织物上游离甲醛的萃取:精确称取剪碎后的处理织物1g左右,放入500mL碘量瓶中,用移液管加入0.01%非离子型渗透剂的蒸馏水溶液100mL,在(40±1)℃水浴中萃取1h,其间摇动2～3次,冷却至室温,过滤,取清液。(3)绘制甲醛标准曲线:取1000×10-6,甲醛标准溶液用蒸馏水稀释到100×10-6,再加适量蒸馏水,配制1×10-6,2×10-6,4×10-6,6×10-6,8×10-6,10×10-6的淡甲醛标准溶液,并分别移取5mL于比色管中,各加入5mL戊二酮试剂,加盖摇匀。置于(40±2)℃水浴中,加温30min,取出冷却。在分光光度计上选用415nm波长测定吸光度值,做标准曲线。取5mL蒸馏水和5mL戊二酮做空白实验。(4)游离甲醛测定:分别取织物萃取液5mL,加入戊二酮试剂5mL,摇匀,(40±1)℃水浴中加温30min进行显色,然后取出放置30min,在分光光度计中(415nm波长)测定吸光度值,在标准曲线上查得游离甲醛含量。织物上释放甲醛=CFV/W(1)式中:C——标准曲线上查得的数值;F——萃取液体积因素;V——萃取液总体积,mL;W——试样质量,g。1.2.4织物香精含量的测定(1)织物的香味整理(用缓释型香精微胶囊进行整理(2)织物上香料的萃取:分别将刚整理及整理过5个月已称量过的织物剪成碎片,用95%的乙醇在索氏萃取器中水浴萃取3h,将萃取液倒入250mL容量瓶中,加入95%的乙醇至刻度。(3)配制香精标准溶液:用电子天平称取0.5g左右香精,放入1L容量瓶中,用95%的乙醇溶液稀释至刻度,配成标准溶液。(4)气相色谱法测织物上的香精含量:分别将10μL香精标准溶液、10μL刚整理过织物的萃取液及10μL整理过5个月织物的萃取液注入气相色谱仪的气化室内,观察它们的出峰情况。除去乙醇峰,选定一个3个样品都有基本相同保留时间tR的峰进行比较,由于该峰的峰面积与香精的浓度成正比关系,所以由公式(2)与(3)可计算出织物上的香精含量及经过5个月后织物的香精保留量其中:A1——标准香精溶液选定保留时间下的峰面积;A2——织物萃取液选定保留时间下的峰面积;C1——标准香精溶液浓度;C2——织物萃取液香精浓度。织物上的香精含量=CV/W(3)式中:C——萃取液的香精浓度,g/L;V——萃取液总体积,L;W——试样重量,g。2结果与讨论2.1织物游离甲醛含量表1为不同标准浓度下的甲醛吸光度数据表。根据该表,若设甲醛浓度为横坐标X,其吸光度为纵坐标Y,可以得到甲醛标准溶液的标准曲线方程为:Y=-0.02581+0.07712X(相关系数为R=0.99594)。表2为不同香味微胶囊整理后织物水溶液的吸光度数据表,根据甲醛标准曲线方程,我们可以得出相应溶液的甲醛含量,如表中所示。将表2中数据代入公式(1),即得到织物游离甲醛的含量(表3)。从表可以看出,依据前述的香味整理条件,由蜜胺树脂作为壁材所制得的香精微胶囊对纯棉织物进行香味整理,即使在甲醛型商品粘合剂存在的情况下,织物的游离甲醛量也不超过30×10-6。按照奥地利纺织研究所与德国赫斯坦研究院成立的生态研究及测试学院(ECO-TEX)1991年“ECO-TXE100标准”规定:童装游离甲醛含量低于20×10-6,内衣游离甲醛含量低于75×10-6,外衣游离甲醛含量低于300×10-6。本文中采用蜜胺树脂型香精微胶囊对棉织物整理,其游离甲醛含量属于低含量的范畴,说明它有极广的使用范围和极高的应用安全性。此外,从表3还可以看出,当其它整理条件相同时,织物上的游离甲醛释放量随着所用粘合剂中甲醛含量的增大而升高;压敏型香味微胶囊整理过的织物比缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量相应低一些,可能由于压敏型微胶囊壁材的结构较缓释型微胶囊的壁材结构型致密,从而对甲醛释放起一定阻碍作用;双层造壁缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量比三层造壁缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量低,可能是双层造壁缓释型微胶囊在制备过程中合成时间明显缩短,导致壁材结构疏松,而使织物在香味整理时就已有部分甲醛跑出。2.2织物香精含量表4为根据气相色谱出峰图及公式(2)得出的香味整理织物其萃取液香精浓度数据表。表5是根据公式(3)计算出的织物香精含量表,从表中可以看出经过个月以后织物上还有×10-6的香精含量。由于此处织物香味整理用的是单体用量最少(香精量的2%)而制成的三层造壁缓释型微胶囊,所以当单体用增加(香精量的5%)后,微胶囊的缓释作用增强,用其整理后的织物留香时间将大于5个月。3使用上的安全性分析(1)采用蜜胺树脂型香精微胶囊按照文中所述整理方法对棉织物进行香味整理,整理后织物的游离甲醛释放量低于30×10-6,属于低甲醛的范畴,说明蜜胺树脂型香精微胶囊具有极广的使用领域和极高的应用安全性。(2)当其它整理条件相同时,香味整理织物上的游离甲醛释放量随着所用粘合剂中甲醛含量的增大而升高;压敏型香味微胶囊整理过的织物比缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量相应低;双层造壁缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量比三层造壁缓释型香味微胶囊整理过的织物游离甲醛释放量低。(3)经蜜胺树脂缓释型香精微胶囊整理过的织物其留香时间可达个月以上“万方数据—本刊加入“万方数据——数字化期刊群”的声明为了实现科技期刊编辑、出版发行工作的电子化,推进科技信息交流的网络化进程,我刊现已入网