楊 陳
(江西服裝學(xué)院,江西 南昌 330201)
全球發(fā)現(xiàn)的蚊子種類多達(dá)3 000種,是登革熱、瘧疾、黃熱病及絲蟲病等其他病原體的中間寄主,因此蚊蟲的防治歷來被作為疾病傳播的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前,驅(qū)蚊技術(shù)主要集中在物理隔離與化學(xué)藥劑產(chǎn)生揮發(fā)性氣體進(jìn)行驅(qū)蚊,前者對(duì)人體無害,但受到使用空間與時(shí)間的限制,而后者雖然具有較好的蚊蟲防治效果,但也給人們的健康也帶來了巨大的隱患。研究發(fā)現(xiàn)很多植物所提煉的天然精油具有較好的驅(qū)蚊效果,對(duì)人體無害,是理想的驅(qū)蚊材料,目前研究最多的天然植物提取液有香茅、薰衣草、艾葉等[1-2]。
本文通過制備青蒿揮發(fā)油驅(qū)蚊微膠囊(下文均以ANMM代替表述),利用ANMM對(duì)粘膠織物進(jìn)行防蚊整理并測試整理前后織物性能,為新型防蚊面料的開發(fā)提供參考。
材料:粘膠纖維面料(平紋結(jié)構(gòu)、紗線粗細(xì)為18.2 tex、捻度為94捻/10 cm,經(jīng)緯紗線密度分別為356根/10 cm,284根/10 cm)、青蒿(重慶市豐都縣付氏青蒿種植基地)。
試劑:司本-80(辛集市信友化工有限公司)、十二烷基苯磺酸鈉(鄭州優(yōu)然化工原料有限公司)、海藻酸鈉(鄭州生裕化工產(chǎn)品有限公司)、乙酸(鄭州皇朝化工產(chǎn)品有限公司)、殼聚糖(南通興成生物制品廠)、戊二醛(山東安爾化工有限公司)、氫氧化鈉(天津鵬坤化工有限公司)、吐溫 80表面活性劑(上海圓創(chuàng)生物科技有限公司)、碳酸鈉(滄州興友化工產(chǎn)品有限公司),以上試劑均為分析純。
SFE-2000-2超臨界萃取儀(美國應(yīng)用分離公司)、ZKY-303BS中藥超微粉碎機(jī)(北京中科浩宇科技發(fā)展有限公司)、ME104E電子分析天平(METTLER TOLEDO公司)、GUIGO-88-IIN超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(上海桂戈實(shí)業(yè)有限公司)、D2010W電動(dòng)攪拌器(上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司)、QL-1076全自動(dòng)激光粒度分析儀(廈門群隆儀器有限公司;測驗(yàn)規(guī)模 0.1~600 μm(全量程無縫測驗(yàn)))、LRHS-101B-LH恒溫恒濕檢測試驗(yàn)箱(上海林頻儀器股份有限公司)、A231502電熱恒溫干燥箱(上海艾測電子科技有限公司)、JJ-2000Y精密電子天平(北京凱迪萊特儀器設(shè)備有限公司)、INSTRON5590萬能材料試驗(yàn)機(jī)(美國英斯特朗公司)、Nucybertek Phabromet 智能風(fēng)格儀(美國Nucybertek公司)、WSB-2C熒光白度儀(上海平軒科學(xué)儀器有限公司)。
1.3.1 青蒿揮發(fā)油的提取與ANMM的制備
將青蒿植物去除根葉、烘干、粉碎后,使用超臨界萃取儀在二氧化碳中超臨界萃取,萃取條件:壓力30 MPa,溫度60℃的條件下萃取2 h,即制備青篙揮發(fā)油。將制備的一定濃度的青蒿揮發(fā)油加入司本-80,并將蒸餾水加入吐溫-80中,其中司本-80與吐溫-80質(zhì)量比為8∶1,兩者均充分溶解攪拌均勻、混合后投入到超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)在功率為300 W的條件下乳化15 min制備青蒿揮發(fā)油乳液。取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的殼聚糖溶液加入到青蒿揮發(fā)油乳液中超聲處理20 min后,使用乙酸調(diào)節(jié)pH值至3.0,緩緩加入十二烷基苯磺酸鈉/海藻酸鈉混合水溶液,再次調(diào)節(jié)pH至3.0后,在600 r/min轉(zhuǎn)速,并在40℃的恒溫水浴中攪拌30 min后在混合溶液中加入少量的戊二醛交聯(lián)固化60 min,制得青蒿揮發(fā)油微膠囊懸濁液,并利用噴霧干燥懸濁液即得 ANMM,其中通過芯、壁的用量使得在各質(zhì)量濃度條件下制備的微膠囊芯、壁材的體積比分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1 和 5∶1。
1.3.2 平均粒徑測試
利用QL-1076全自動(dòng)激光粒度分析儀對(duì)制備的ANMM的平均粒徑尺寸進(jìn)行測試,通過測試數(shù)值計(jì)算粒徑測試值的平均值。
1.3.3 面料驅(qū)蚊整理
將上述微膠囊配置成10 g/L,交聯(lián)劑20 g/L的整理液后按照如下工藝對(duì)粘膠纖維面料進(jìn)行驅(qū)蚊整理:粘膠纖維面料在整理液浸漬(浸漬時(shí)長15 min)→浸軋整理液(兩浸兩軋,帶液率為65%)→預(yù)烘(預(yù)烘溫度為80℃,時(shí)長為5 min)→焙烘(焙烘溫度為130℃,時(shí)長為3 min)→水洗后自然晾干。
1.3.4 面料性能測試
利用INSTRON5590萬能材料試驗(yàn)機(jī)、WSB-2C熒光白度儀與Nucybertek Phabromet 智能風(fēng)格儀測試ANMM 整理前后粘膠面料的白度、折皺回復(fù)角、斷裂強(qiáng)力、硬挺度、柔軟度及光滑度指標(biāo),且所有測試試樣均在 105℃干燥至恒重后再20℃、65%濕度條件下調(diào)濕 24 h后依次按照各指標(biāo)的國家測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。
1.3.5 驅(qū)蚊效果測試
本文的驅(qū)蚊效果裝置采用蔣月亞的自制驅(qū)蚊測試裝置設(shè)計(jì)方案[3],裝置示意圖如圖1所示。將經(jīng)ANMM整理的粘膠纖維面料靜放到A腔中,未經(jīng)整理的粘膠纖維面料靜放在C腔中,在B腔中放入50只雌性伊蚊,抽取隔板十分鐘后觀察A腔與C腔中的蚊子的數(shù)量,并依據(jù)公式1計(jì)算面料的驅(qū)蚊率。將ANMM整理后的粘膠纖維面料在浴比1∶50、碳酸鈉1 g/L,洗衣粉4 g/L,水溫25℃的條件下水洗30 min后自然風(fēng)干,再次按照上述測試方法測試整理后該面料的驅(qū)蚊效果。
式中:NA為A腔中雌性伊蚊數(shù)量,只;NC為C腔中雌性伊蚊數(shù)量,只。
圖1 驅(qū)蚊裝置示意圖
ANMM粒徑分布圖如圖2所示,從圖2可以看出,當(dāng)芯壁體積比為2∶1時(shí)粒徑偏小,對(duì)不同芯壁比例的ANMM粒徑計(jì)算平均值,得ANMM平均粒徑與芯壁體積比測試關(guān)系如圖3所示,從圖3可以看出,隨著青蒿揮發(fā)油素ANMM芯壁體積比的增加,其平均粒徑在2∶1時(shí)出現(xiàn)稍微降低,在達(dá)到最低值之后,又呈現(xiàn)了正相關(guān)。
圖2 ANMM粒徑分布圖
圖3 ANMM平均粒徑與芯壁體積比測試關(guān)系
ANMM整理前后粘膠纖維面料的性能測試結(jié)果如表1所示。從測試結(jié)果可以看出,ANMM整理后的粘膠纖維面料的白度、折皺回復(fù)角、斷裂強(qiáng)力與光滑度相比整理前均有所下降;芯壁體積比為 2∶1的ANMM整理后的粘膠纖維面料的白度、折皺回復(fù)角、斷裂強(qiáng)力與光滑度均高于其他芯壁體積比的ANMM整理后的面料;粘膠纖維面料的硬挺度隨著整理劑ANMM芯壁體積比的增加而增加。上述指標(biāo)的變化主要是由于:ANMM的白度不及漂白后的粘膠纖維面料,當(dāng)粘膠纖維面料經(jīng)ANMM整理后致使面料的白度降低;當(dāng)ANMM芯壁體積比為2∶1時(shí),ANMM體積最小,經(jīng)該比例ANMM整理后的粘膠纖維面料表面ANMM分布更加均勻,光滑度更好,對(duì)面料的白度、折皺回復(fù)角與硬挺度影響最??;同時(shí)ANMM的體積最小,使得一部分ANMM進(jìn)入面料結(jié)構(gòu)內(nèi)部,延緩了由于粘膠纖維面料表面ANMM整理所造成的面料延伸性降低,斷裂強(qiáng)力下降。綜述所示,ANMM體積越小對(duì)粘膠纖維面料整理后的性能影響最小。
表1 ANMM整理前后粘膠纖維面料的性能測試結(jié)果
ANMM整理前后粘膠纖維面料驅(qū)蚊率測試結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,洗滌前的ANMM整理粘膠纖維面料的驅(qū)蚊率隨著ANMM芯壁體積比的增加不斷增加。這是由于ANMM芯體積的增加導(dǎo)致單位體積內(nèi)青蒿提取液含量的增加,驅(qū)蚊效果也隨之增加。面料的驅(qū)蚊效果在洗滌后均得到不同程度的降低,經(jīng)芯壁體積比為2∶1的ANMM整理的粘膠纖維面料的驅(qū)蚊效果下降最小,且驅(qū)蚊效果比其他比例的粘膠纖維面料洗滌后的驅(qū)蚊效果還要高,這是由于按芯壁體積比為2∶1制備的ANMM的體積較小,能夠更好地與粘膠纖維面料交聯(lián),從而保證了驅(qū)蚊效果的穩(wěn)定性。
圖4 ANMM整理前后粘膠纖維面料驅(qū)蚊率測試結(jié)果
從上述的測試分析中可以看出,ANMM的芯壁比例能夠直徑影響ANMM的粒徑大小,而粒徑大小又與整理粘膠纖維面料的服用性能與驅(qū)蚊效果有直接關(guān)系。芯壁比例的增加,即單位體積壁材所包裹的青蒿揮發(fā)油相對(duì)用量增加,不僅造成ANMM囊壁厚度減小,也造成了ANMM粒徑的增加,減小了ANMM的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;若ANMM芯壁比例過小,則造成單位體積壁材所包裹的青蒿揮發(fā)油相對(duì)用量太少,從而致使ANMM驅(qū)蚊效果的降低[3]。結(jié)合上述粘膠纖維面料ANMM整理前后的服用性能與驅(qū)蚊效果可知,ANMM的芯壁比為2∶1時(shí),ANMM粒徑最小,且整理后的粘膠纖維面料在保持了面料服用性能的同時(shí),還兼有良好的驅(qū)蚊效果,因此ANMM的芯壁比為2∶1為最佳比例。
通過對(duì)ANMM整理前后粘膠纖維的面料性能與驅(qū)蚊效果的測試,結(jié)果表明青蒿揮發(fā)油具有較好的驅(qū)蚊效果,以青蒿揮發(fā)油為芯材,以芯壁體積比為2∶1制備的ANMM粒徑最小,整理過的粘膠纖維面料不僅保持了粘膠纖維面料的性能,而且驅(qū)蚊效果也較佳。
參考文獻(xiàn):
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