改性密胺树脂相变微胶囊的制备(2)
2.4.3 芯壁比对微胶囊大小的影响 12
2.4.4 搅拌速度对微胶囊大小的影响 12
2.5 微胶囊的测试及表征 13
3 实验结果与讨论 14
3.1 微胶囊实验 14
3.1.1十二醇的乳化对微胶囊制备的影响 14
3.1.2 系统浓度对微胶囊大小的影响 17
3.1.3 转速对微胶囊大小的影响 18
3.1.4 小结 19
3.2 表征实验 20
3.2.1 显微镜观察微胶囊形态 20
3.2.2 傅里叶变换红外光谱图 21
3.2.3 产品包埋率 21
4 结论 22
致 谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 微胶囊及相变微胶囊概述
1.1.1 微胶囊概述
微胶囊是指由天然或人工合成的高分子材料研制而成的具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。其大小在几微米至几百微米范围内(直径一般在5~200μm)，需要通过显微镜才能观察到[1]。 微胶囊技术的研究始于 20 世纪 30 年代，由美国大西洋海岸渔业公司提出的制备鱼肝油微胶囊的方法。1954 年美国 NCR 公司[2]的 Green 采用复凝聚法成功制备出了含油的明胶微胶囊，并用于制备无碳复写纸。
由于具有能够改变物料的状态、质量、体积和性能，保护敏感成分，增强稳定性控制芯材释放，降低或掩盖不良道、降低挥发性，隔离组分等功能，微胶囊技术在食品、医药、纺织、涂料、农业、化妆品工业等方面得到广泛的应用。随着微胶囊技术的发展，微胶囊技术有了许多新的应用，如相变微胶囊、留香微胶囊、自修复微胶囊、缓释微胶囊、纳米微胶囊等[3]，大大拓展了微胶囊技术的应用范围。
微胶囊有多种分类方法：从芯材看，可分为单核和复核微胶囊；从壁材结构看，可分为单层膜和多层膜微胶囊；从壁材组成看，可分为无机膜和有机膜微胶囊；从透过性看，又可分为不透和半透微胶囊，半透微胶囊通常称为缓释微胶囊。芯材料(即微胶囊的内容物)可以是单一的，也可以是混合的；现在已用作芯材料的物质有：胶粘剂、催化剂、除垢剂、增塑剂、稳定剂、油墨、涂料、燃料、颜料、溶剂、液晶和金属单体等。囊壁材料[4]是决定微胶囊性能的关键因素。一般来说，微胶囊的囊壁材料多为天然或合成的高分子材料，也可使用无机化合物材料。
1.1.2 微胶囊相变材料概述
相变储能微胶囊(MicroPCMs)是将特定温度范围的相变材料用高分子化合物或无机化合物，以物理或化学的方法包覆起来，形成常态稳定的固体颗粒。通常制备的微胶囊粒径在5-2000 μm之间，称为微米级的微胶囊，简称微囊，而材料粒度30μm 以下的微囊可以称为超细胶囊。随着微胶囊技术的发展，制备的微胶囊粒径已可小于1μm，达1-1000nm 之间，把这种粒径在纳米范围的微胶囊称为纳米胶囊，简称纳囊[5]。
微胶囊相变材料(MCPCM)的研究是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新的研究领域。微胶囊相变材料(MCPCM)从技术上克服了相变物质的应用局限性,提高了相变材料的使用效率,拓宽了相变材料的应用领域,具有广阔的应用前景。
1.1.3 微胶囊壁材选择
微胶囊制备的过程中，壁材的组成与选择[6]对微胶囊的性质至关重要，而这也是获得高微胶囊化效率、性能优越的微胶囊产品的重要条件之一。对于壁材的选配，一般从以下几方面来考虑，首先要能与芯材相配伍但不发生化学反应；而且还要考虑高分子包埋材料自身的物理—化学性质，如溶解性、吸湿性、稳定性、机械强度、成膜性和乳化性等；此外，壁材还应价格合理，且容易制备。常用的壁材按其化学性质可分为碳水化合物类、亲水性胶体类以及蛋白质类。碳水化合物类包括淀粉、淀粉糖浆干粉、麦芽糊精、壳聚糖、小分子糖类等，这是因为它们在高固体含量时仍表现较低黏度，且具有很好的溶解性。然而，除淀粉外，大都缺乏达到高微胶囊化效率所需的界面特性，单独使用不能有效地包埋住油脂，因此它们通常与蛋白、胶体等复配使用，以提高微胶囊膜的致密性；亲水胶体通常是指能溶解于水，并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻或胶冻溶液的大分子物质，在食品、医药、化工及其他许多领域中广泛应用。亲水胶体按来源可分为：植物分泌物，如果胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶等；微生物发酵、代谢产物，如黄原胶、结冷胶等；海藻胶提取物，如卡拉胶、琼脂、海藻酸盐等；蛋白质因其具有良好的功能特性而被作为壁材广泛应用于微胶囊领域，它会起到促进乳状液形成，并通过减少界面张力及在油滴周围形成一层保护膜而达到稳定乳状液的效果。最常使用的蛋白质包括动物来源的乳清蛋白、酪蛋白、明胶等，及植物来源的大豆蛋白等[7]。