ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИММОБИЛИЗАЦИИ МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ C ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Технология микрокапсулирования активно внедряется в текстильную промышленность как перспективный метод создания текстильно-вспомогательных веществ (ТВВ) на основе микрокапсул с активными компонентами, предназначенных для функциональной модификации текстильных материалов. Инкапсулирование ароматических отдушек, эфирных масел, антимикробных препаратов и веществ с фазовым переходом (ВФП) обеспечивает контролируемое высвобождение этих соединений посредством формирования барьерной оболочки и значительно расширяет функциональность текстиля. Преимуществом является сохранение свойств активных веществ благодаря их защите от химико-физических воздействий за счет формирования оболочек. Иммобилизированные микрокапсулы обеспечивают устойчивые функциональные характеристики (ароматические, антибактериальные, терморегулирующие и др.) текстильных материалов даже при интенсивной эксплуатации. Особое внимание уделяется ВФП, которые в чистом виде сложно закреплять на волокнообразующем полимере из-за их способности к растеканию в процессе плавления, что сокращает временной промежуток действия терморегулирующего эффекта по причине схода активного вещества с текстильного материала. Микрокапсулирование решает эту проблему, продлевая действие терморегулирующей способности, устойчивость к многократным стиркам и термоциклированию без ухудшения качества текстиля.
В основе технологии лежит выбор материала оболочки микрокапсул, определяемый условиями эксплуатации готового текстильного материала и требуемыми функциональными характеристиками. Важными критериями иммобилизируемых микрокапсул на основе веществ с фазовым переходом являются однородность размера, оптимальное соотношение компонентов ядра и оболочки, механическая и термическая стабильность оболочки, а также совместимость с другими текстильно-вспомогательными веществами. Современные подходы акцентируют внимание на дополнительных видах обработки и методах иммобилизации микрокапсул.
В частности, рассматриваются методы нанесения микрокапсул на поверхность волокнообразующего полимера с использованием связующих веществ различной природы (синтетических и природных). Альтернативной стратегией является химическая "пришивка", обеспечивающая ковалентное связывание оболочки микрокапсул с текстильным
материалом, а также формирование водородных связей. Предлагают разработку микрокапсул с двойной оболочкой, где внешняя оболочка обладает функциональностью для химического взаимодействия с группами волокна. Кроме того, исследуют методы постобработки материалов с нанесенными микрокапсулами с использованием атмосферной
плазмы и ультрафиолетового отверждения. Таким образом, выбор метода нанесения микрокапсул и технологических режимов отделки определяет функциональность и долговечность материала, учитывая свойства текстильной основы, эксплуатационные требования, экономические и экологические аспекты.
Для цитирования:
Алехина А.Ф., Ерзунов К.А., Одинцова О.И., Петрова Л.С. Прогрессивные технологии иммобилизации микрокапсулированных веществ c фазовым переходом для получения функциональных текстильных материалов. Рос. хим.
ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2025. Т. LXIX. No 4. С. 5-12. DOI: 10.6060/rcj.2025694.1.
Литература
Boh B., Knez E., Staresinic M. // Journal of microencapsulation. 2005. V. 22. N 7. P. 715-735. DOI: 10.1080/02652040500162139.
Abdel-Aziz E., Bakr M., M. Zayed M., Othman H., Hassabo A.G. // Journal of Textiles, Coloration and Polymer Science. 2022. V. 19. N 2. P. 189-202. DOI: 10.21608/jtcps.2022.140954.1121.
Agrawal R., Singh K.D.P., Paswan M.K. // Materials Today: Proceedings. 2020. V. 22. P. 1617-1627. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.02.159.
Rahaman T. Khan S.H. // Journal of Open Innovation: Technology, Market, and Complexity. 2024. P. 100457. DOI: 10.1016/j.joitmc.2024.100457.
Palacios A., Navarro-Rivero M.E., Zou B., Jiang Z., Harrison M.T., Ding Y. // Journal of Energy Storage. 2023. V. 72. P. 108597. DOI: 10.1016/j.est.2023.108597.
Öztürk G., Temis A., Hekimoglu G., Aslan M. // Journal of Energy Storage. 2024. V. 84. P. 110911. DOI: 10.1016/j.est.2024.110911.
Dong G., Zhao J., Xue D., Zhou L., Liu G., Zhou G. // Journal of Energy Storage. 2024. V. 103. P. 114424. DOI: 10.1016/j.est.2024.114424.
Shaddel Khalifelu S., Hamid N., Rahimi-Akar Z., Seyedjabedar N., Oroujzaden A., Babapoor A., Seyfaee A. // Reviews in Chemical Engineering. 2024. V. 40. N 8. P. 951-971. DOI: 10.1515/revce-2024-0007.
Kizildag N. // Woodhead Publishing. 2023. P. 445-505. DOI: 10.1016/B978-0-323-85719-2.00013-4.
Zuo X., Zhang X., Qu L., Miao J. // Advanced Materials Technologies. 2023. V. 8. N 6. P. 2201137. DOI: 10.1002/admt.202201137.
Li L., Zhu X., Yang B., Zhang H., Liu H., Liu G. // Journal of Energy Storage. 2025. V. 108. P. 115121. DOI: 10.1016/j.est.2024.115121.
Zhang H., Wang Z., Qiu H., Xu B., Chen K. // International Journal of Biological Macromolecules. 2025. P. 143018. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2025.143018.
Lobel B.T., Baiocco D., Al-Sharabi M. // ACS applied materials & interfaces. 2024. V. 16. N 31. P. 40326-40355. DOI: 10.1021/acsami.4c02462.
Lu X., Wang X., Xue D., Zhao T. // Sustainable Chemistry and Pharmacy. 2025. V. 45. P. 102002. DOI: 10.1016/j.scp.2025.102002.
Gu B., Li G., Zhang Q., Pan H., Duan M. // Advanced Functional Materials. 2025. V. 35. N 1. P. 2412089. DOI: 10.1002/adfm.202412089.
Li M., Chi S., Liu C., Liu Y., Huang X. // Fibers and Polymers. 2025. P. 1-8. DOI: 10.1007/s12221-025-00916-1.
Gong W., Cheng J., Yan W., Zou H., Gao C., Liu X. // Progress in Organic Coatings. 2024. V. 192. P. 108530. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2024.108530.
El-Zawahry M.M., Kamel M.M., Hassabo A.G. // Industrial Crops and Products. 2024. V. 222. P. 119583. DOI: 10.1016/j.indcrop.2024.119583.
Aksoy S.A., Özkayalar S., Alkan C. // Energy Storage. 2025. V. 7. N 3. P. e70110. DOI: 10.1002/est2.70110.
Chen Y., Li F., Cang H., Chen S., Zhang G. // Journal of Applied Polymer Science. 2025. P. e57120. DOI: 10.1002/app.57120.
Han S., Li J., Lu Y., Zang J., Ding Q., Su J., Wang X. // International Journal of Biological Macromolecules. 2024. V. 261. P. 129640. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129640.
Одинцова О.И., Владимирцева Е.Л., Козлова О.В., Петрова Л.С., Липина А.А., Смирнова С.В., Ерзунов К.А., Константинова З.А., Зимнуров А.Р., Быков Ф.А., Мельников А.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. No 7. С. 173-184. DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6844j.
Липина А.А., Петрова Л.С., Одинцова О.И., Козлова О.В., Владимирцева Е.Л., Смирнова С.В., Ильичева М.Д. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. No 6. С. 97-104. DOI: 10.6060/ivkkt.20226506.6628.
Guignard M.I., Campagne C., Giraud S. // The Journal of the Textile Institute. 2015. V. 106. N. 2. P. 119-132. DOI: 10.1080/00405000.2014.942115.
Xiao Z., Sun P., Liu H., Zhao Q., Niu Y., Zhao D. // Journal of Controlled Release. 2022. V. 351. P. 198-214. DOI: 10.1016/j.jconrel.2022.09.017.
Elesini U.S., Svark J., Sumiga B. // Textile Research Journal. 2017. V. 87. N 20. P. 2435-2448. DOI: 10.1177/0040517516671126.
Huang Y., Stonehouse A., Abeykoon C. // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2023. V. 200. P. 123458. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123458.
Javadi F.S., Metselaar H.S.C., Ganesan P. // Solar Energy. 2020. V. 206. P. 330-352. DOI: 10.1016/j.solener.2020.05.106.
Badulescu R., Vivod V., Jausovec D., Voncina B. // Carbohydrate Polymers. 2008. V. 71. N 1. P. 85-91. DOI: 10.1016/j.carbpol.2007.05.028.
Liu J., Liu C., Liu I., Chen M., Hu Y., Yang Z. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2013. V. 109. P. 103-108. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2013.03.040.
Jian C., Li Z., Qin L., Zhou M., Yun Y. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2025. V. 715. P. 136644. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2025.136644.
Yang Z., Zeng Z., Xiao Z., Ji H. // Flavour and fragrance journal. 2014. V. 29. N 2. P. 114-120. DOI: 10.1002/ffj.3186.
Zhou L., He H., Li M.C., Huang S., Mei C., Wu Q. // Carbohydrate polymers. 2018. V. 189. P. 331-341. DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.02.039.
Valle J.A.B., Valle R.C.S.C., Bierhalz A.C.K. // Journal of Applied Polymer Science. 2021. V. 138. N 21. P. 50482. DOI: 10.1002/app.50482.
Дымникова Н.С., Ерохина Е.В., Кузнецов О.Ю. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2024. Т. LXVIII. No 2. С. 3-12. DOI: 10.6060/RCJ.2024682.1.
Власкина Е.С., Соотц Ю.Н., Липина А.А., Яминзода З.А., Одинцова О.И. Способы получения и области применения серицина. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2024. Т. LXVIII. No 4. С. 110-122. DOI: 10.6060/rcj.2024684.14.
Tian Y., Huang X., Cheng Y., Niu Y., Meng Q., Ma J., Zhao Y., Kou X., Ke Q. // Journal of Applied Polymer Science. 2022. V. 139. N 29. P. e52650. DOI: 10.1002/app.52650.
Gouveia I.C. // Polymers for Advanced Technologies. 2012. V. 23. N 3. P. 350-356. DOI: 10.1002/pat.1877.
Tözüm M.S., Alay Aksoy S., Alkan C. // International Journal of Energy Research. 2021. V. 45. N 5. P. 7018-7037. DOI: 10.1002/er.6287.
Elkalla E., Khizar Z., Tarhini M., Lebaz N. // Journal of Microencapsulation. 2023. V. 40. N 3. P. 125-156. DOI: 10.1080/02652048.2023.2178538.
Özsevinç A., Alkan C. // Industrial Crops and Products. 2023. V. 192. P. 116131. DOI: 10.1016/j.indcrop.2022.116131.
Chatterjee S., Salaün F., Campagne C. // Pharmaceutics. 2014. V. 6. N 2. P. 281-297. DOI: 10.3390/pharmaceutics6020281.
Massella D., Giraud S., Guan J., Ferri-Fabien Salaun A. // Sustainable Agriculture Reviews 35: Chitin and Chitosan: History, Fundamentals and Innovations. 2019. P. 303-336. DOI: 10.1007/978-3-030-16538-3_8.
Ripoll L., Bordes C., Marote P., Etheve S., Elaissari A., Fessi H. // Polymer International. 2012. V. 61. N 7. P. 1127-1135. DOI: 10.1002/pi.4190.
Fan F., Zhang W., Wang C. // Cellulose. 2015. V. 22. P. 1427-1438. DOI: 10.1007/s10570-015-0567-5.
Skurkyte-Papieviene V., Abraitiene A., Sankauskaite A., Rubeziene V. // Polymers. 2021. V. 13. N 7. P. 1120. DOI: 10.3390/polym13071120.
Butstraen C., Salaün F., Devaux E., Giraud S., Vroman P. // Polymers. 2016. V. 8. N 7. P. 267. DOI: 10.3390/polym8070267.
Li H., Ma Y., Li Z., Ji J., Zhu Y., Wang H. // RSC advances. 2017. V. 7. N 79. P. 50328-50335. DOI: 10.1039/C7RA06851D.
Salaün F., Vroman I., Aubry C. // Powder Technology. 2009. V. 192. N 3. P. 375-383. DOI: 10.1016/j.pow-tec.2009.01.018.
Salaün F., Devaux E., Bourbigot S., Rumeau P. // Thermochimica Acta. 2010. V. 506. N 1-2. P. 82-93. DOI: 10.1016/j.tca.2010.04.020.
Massella D., Giraud S., Guan J., Ferri A. // Environmental Chemistry Letters. 2019. V. 17. P. 1787-1800. DOI: 10.1007/s10311-019-00913-w.
Yu H., Xue C., Qin Y., Wen Y., Zhang L., Li Y. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2021. V. 623. P. 126733. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.126733.
Chen K., Zhou J., Che X., Zhao R., Gao Q. // Journal of colloid and interface science. 2020. V. 566. P. 401-410. DOI: 10.1016/j.jcis.2020.01.106.
Szafraniec-Szczęsny J., Malgorzata J-H., Odrobinska J., Zapotoczny S. // Polymers. 2020. V. 12. N 9. P. 1999. DOI: 10.3390/polym12091999.
Tian Y., Huang X., Cheng Y., Niu Y., Ma J., Zhao Yi., Kou X. // European Polymer Journal. 2022. V. 167. P. 111089. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2022.111089.
Yan X., Zhao W., Wang L. // Polymers. 2021. V. 14. N 1. P. 56. DOI: 10.3390/polym14010056.
Monllor P., Bonet M.A., Cases F. // European Polymer Journal. 2007. V. 43. N 6. P. 2481-2490. DOI: 10.1016/j.eur-polymj.2007.04.004.
Nejman A., Cieslak M., Gajdzicki B., Goetzendorf-Grabowska B., Karaszewska A. // Thermochimica Acta. 2014. V. 589. P. 158-163. DOI: 10.1016/j.tca.2014.05.037.
Golja B., Forte Tavčer P. // Coatings. 2022. V. 12. N 5. P. 593. DOI: 10.3390/coatings12050593.
Rodrigues S.N., Martins I.M., Fernandes I.P., Gomes P.B., Mata V.G., Barreiro M.F., Rodrigues A.E. Scentfashion. // Chemical Engineering Journal. 2009. V. 149. N 1.3. P. 463-472. DOI: 10.1016/j.cej.2009.02.021.
Sarier N., Onder E. // Thermochimicaacta. 2012. V. 540. P. 7-60. DOI: 10.1016/j.tca.2012.04.013.
Sánchez-Silva L., Rodrigues J.F., Romero A., Borreguero A.M., Carmona M., Sanchez P. // Chemical Engineering Journal. 2010. V. 157. N 1. P. 216-222. DOI: 10.1016/j.cej.2009.12.013.
Nuru A.M., Ahmmed A.S., Gudayu A.D. // AATCC Journal of Research. 2025. V. 12. N 1. P. 24723444241288285. DOI: 10.1177/24723444241288285.
Madhu C.R. // Current Physical Chemistry. 2022. V. 12. N 2. P. 159-170. DOI: 10.2174/1877946812666220301125133.
Kert M., Forte Tavcer P., Hladnik A., Spacic K., Puac N. // Coatings. 2021. V. 11. N 10. P. 1181. DOI: 10.3390/coatings11101181.
Gong W., Cheng J., Pi D., Gao C., Zou H. // ACS Applied Polymer Materials. 2024. V. 6. N 18. P. 11457-11464. DOI: 10.1021/acsapm.4c02071.
Oliveira F.R., Fernandes M., Carneiro N. // Journal of Applied Polymer Science. 2013. V. 128. N 5. P. 2638-2647. DOI: 10.1002/app.38325.
Petrova L.S., Yamizoda Z.A., Odintsova O.I., Vladimirtseva E.L., Smirnova A.S., Solov’eva A.A. // Russian Journal of General Chemistry. 2021. V. 91. N 12. P. 2758-2767. DOI: 10.1134/s1070363221120549.
Zhang X., Zhu M., Wang W., Yu D. // Progress in Organic Coatings. 2018. V. 120. P. 10-18. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2018.03.004.
Gu M., Zhang W., Hao S., Liu X., Zhang Z. // Pigment & Resin Technology. 2021. V. 50. N 2. P. 129-135. DOI: 10.1108/PRT-02-2020-0011.
Li S., Boyter Jr H., Qian L. // Journal of the Textile Institute. 2005. V. 96. N 6. P. 407-411. DOI: 10.1533/joti.2005.0116.
