原位聚合法制备相变微胶囊

引言

相变材料(PCM，phase change material) 在相变过程中能够储存或者释放大量热量，可用于热能储存和温度调控。相变材料的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品[1]、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度。例如将相变材料加入到建筑材料中制成储能建材，利用太阳能和季节温差能等再生能源, 可以降低建筑物室内温度波动, 有效利用低峰电力削峰填谷, 降低能源支出，提供健康舒适的室内环境[2]；如果将相变微胶囊悬浮在液体介质中, 形成一种二元潜热型悬浮液，将这种具有大热容的二元潜热型悬浮液作为电子设备的冷却液，能够提供10～40倍于一般流体的等效热容，在相同冷却功率的要求下，冷却系统所需的泵功耗、冷却液流速及热沉体积均可大幅减小。本实验以硬脂酸丁酯为相变材料，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法制备相变储能微胶囊，采用光学显微镜、红外光谱等表征微胶囊的表面形态和结构特征，采用DSC测定其热性能。

本研究性实验着重于制备工艺的优化，以改善相变微胶囊的储热性能。通过本实验，了解了微胶囊的制备方法，理解并掌握原位聚合法制备微胶囊的实验原理和实验技术，探索制备条件对微胶囊结构与性能的影响，并尽可能优化制备工艺。

1.实验方法

1.1仪器与试剂

三聚氰胺，37%甲醛，三乙醇胺，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，十六烷基三甲基溴化铵，司班80，盐酸，柠檬酸，氯化铵，硬脂酸丁酯（芯材）；匀质机（乳化搅拌机），电动搅拌机（数显可控搅拌仪），超声波振荡仪（一台），光学显微镜。

1.2微胶囊的制备

（1）MF预聚体的制备

在三口烧瓶中, 以2：1摩尔比混合甲醛（4mL，37%）和三聚氰胺(2.30g), 20mL水，在70 ℃下充分溶解，用三乙醇胺调节pH值到9.0左右，在68℃下搅拌反应至三聚氰胺完全透明后，继续搅拌反应10分钟, 得到MF预聚体水溶液，将此溶液倒入锥形瓶中室温放置。

（2）PCM乳液的制备

将5.00g芯材（硬脂酸丁酯）加入到150mL0.8%的十二烷基硫酸钠水溶液中（乳化剂），用乳化均质机在2500rpm速度下乳化10min（同时显微镜监测分散情况），得到O/W型稳定乳液，用柠檬酸调节乳液的pH值为3。

乳化条件选择： 0.8%的十二烷基硫酸钠水溶液，乳化10min；

酸性调节选择：柠檬酸水溶液；

芯/壁比例选择（质量比）：

（a）硬脂酸丁酯/MF预聚体=2.5:1；

（b）硬脂酸丁酯/MF预聚体=2:1；

（c）硬脂酸丁酯/MF预聚体=1.5:1

（3）相变微胶囊的制备

将上述PCM乳液倒入三口瓶中，在70℃水浴加热，电动搅拌下，分三组实验分别称量 2.00g，2.50g，3.33gMF预聚体溶液缓慢滴加到上述PCM乳液中（大约6~7分钟滴加完毕），在此温度下继续搅拌反应，同时监测溶液的pH值

变化情况，半小时后将溶液pH值调到5~6左右，1小时后调pH值到3~4左右，并且每半小时取样监测微胶囊的成型情况（吸取一滴乳液至玻璃板上，用光学显微镜观察），总计反应时间大约2小时后，得到固化的微胶囊。减压抽滤，

用乙醇溶液洗涤2次，在80℃条件下干燥半小时, 得到相变储能微胶囊样品，称重。

1.3 材料表征

（1）载药量和包封率是衡量微胶囊制备中的两个重要指标，本实验中采用物理破碎清洗芯材的方法进行测试：

取5克干燥后的微胶囊样品用玛瑙研钵研碎, 用丙酮浸泡，超声清洗30min，使囊芯充分溶解(用锥形瓶，加塞)，过滤、用丙酮洗涤2次、干燥后称量, 计

算囊芯材所占的比例（即载药量），根据芯材投料量，计算相变微胶囊的包封率。

微球中药物的质量

100%

载药量=

微球总质量

微球中药物的质量

100%

包封率=

总投药量

（2）采用光学显微镜观察不同反应阶段微胶囊形貌, 监控反应进程, 对微

胶囊的制备工艺进行分析优化。拍摄微胶囊照片。

（3）用红外光谱仪测定囊芯、囊壁和微胶囊的红外光谱，并进行比较分析。

（4）采用差示扫描量热仪（DSC）研究囊芯和微胶囊相变材料的热性能, 温

度范围0～75℃, 升温速率10℃/min。

2．结果与讨论

2.1 红外光谱分析

图 1 所示曲线A、B、C 分别为壁材(蜜胺树脂) 、芯材(硬脂酸丁酯) 和微胶囊产品红

外光谱图。如图1 中C曲线所示,波数在3300cm- 1 左右出现了宽而强的吸收峰,是由N-

H/ O-H 伸缩振动峰叠加产生的, 1560 和814cm- 1 出现的吸收峰是芳环上C N 的伸缩振

动峰,这些吸收峰正是B 曲线显示壁材的特征吸收峰;波数在1400 和3000cm- 1 附近出现

的吸收峰为甲基的伸缩振动峰,1059cm- 1 附近出现的吸收峰是伯醇的伸缩振动峰,而这些

吸收峰正是曲线B 显示芯材的特征吸收峰。从上述分析说明微胶囊产品中包含了壁材和芯

材的物质。

图1 芯材、壁材和微胶囊的红外谱图

Fig 1 F T2IR spect ra of core material , shall material and microcap sules 2.2微胶囊的形态

微胶囊可呈球形、粒状或絮状,囊壁可以是单层或多层结构,芯材可以是单核或多核。

乳化30min

60min 120min

图1 芯/壁比（质量比）=2.5:1条件下制备的扫描电镜照片

图2 芯/壁比（质量比）=2:1条件下制备的扫描电镜照片

图2 芯/壁比（质量比）=1.5:1条件下制备的扫描电镜照片 120min

乳化 30min 60min 120min

乳化 30min

60min

本次实验在乳化剂为0.8%的十二烷基硫酸钠水溶液，酸性调节使用柠檬酸水溶液的条件下，通过改变芯/壁比例选择（质量比）来探索芯/壁比例对微胶囊的制备的影响。

由乳化图可看出，乳液中芯材的分布并不十分均匀，粒径偏小，可能是搅拌转速过快，时间不够。30min，60min，120min图可以看出固化时微胶囊的成形过程。由图可以看出囊壁并没有完全包裹芯材。

可以看出，三次条件下，囊芯都没有成功被包裹，以致抽滤后几乎没有沉淀。分析原因，主要是：（1）制备过程没有一直长时间监控PH值，后来跟踪PH值发现过程中可能因为搅拌不均匀等原因使得局部酸度不够。（2）如乳液制备时的转速过小，乳化时间短，体系内各组分分散程度低，,平均粒径越大。（3）反应温度的控制，开始反应时没有留意到水浴锅温度比烧瓶内温度高3度，这也是影响反应的一个重要原因。

2.3 采用差示扫描量热仪（DSC）研究囊芯和微胶囊相变材料的热性能, 温度范围0～75℃, 升温速率10℃/min。

相变微胶囊的DTA图可以看出，其失重过程与芯材失重过程相若，260℃-450℃芯材即开始分解，但随着温度的升高，微胶囊的失重过程比较缓慢，说明微胶囊包裹之下，相变储热材料发挥了储热作用。

由TGA曲线我们可以知道微胶囊相变材料有三个失重过程，第一个在200℃-250℃，第二个在260℃-450℃，第三个为500℃以上； 200℃-250℃以内, 树脂

基本没有分解, 热失重是由水分及残余的甲醛挥发所引起的；分解反应主要发

生在260℃-450℃之间, 分解的初始阶段是醚键的断裂；随着温度的升高, 亚甲

基桥和三嗪环自身开始分解。

2.4目前相变微胶囊的潜在的应用和制约着其应用的性能差异：

相变材料的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度。例如将相变材料加入到建筑材料中制成储能建材, 利用太阳能和季节温差能等再生能源, 可以降低建筑物室内温度波动, 有效利用低峰电力削峰填谷, 降低能源支出，提供健康舒适的室内环境；如果将相变微胶囊悬浮在液体介质中, 形成一种二元潜热型悬浮液，将这种具有大热容的二元潜热型悬浮液作为电子设备的冷却液，能够提供10～40倍于一般流体的等效热容，在相同冷却功率的要求下，冷却系统所需的泵功耗、冷却液流速及热沉体积均可大幅减小。

与纯相变材料相比，由于壁材对芯材传热有阻隔作用，相变焓小于纯相变材料。又由于微胶囊分为壁材和芯材两部分，相变材料的有效成分不如纯相变材料，从而使储热量有所降低。这些原因都制约着相变微胶囊的应用。

2.5 影响微胶囊制备（颗粒大小、形态、稳定性等）的因素和提高该实验体系的乳化效果的乳化剂是：

A微胶囊的平均粒径随乳化转数的增加呈下降趋势，但转数达到3000r/min 后粒径大小趋于一致；粒径随乳化时间延长而减少，到乳化时间达到10min后粒径变化不大。

在一定范围内，随着乳化剂用量的减少，微胶囊的形貌反而较好；同时，胶囊的粒径随着乳化剂量的减少有递增的趋势。乳化转数和囊芯比对微胶囊壁也有所影响，最优条件为壁材：芯材=1:2（质量比），转速为3000r/min。

向预聚物溶液中加入一定量的分散剂NaCl，能提高微胶囊的包封率；在微胶囊成型后期加入分散剂能明显改善胶囊颗粒的分散性和表面光洁度；随着分散剂用量的增加，胶囊颗粒的分散性增加，但用量太多反而会促使团聚。

B 以司班80（Span-80）、吐温80（Tween-80）为乳化剂时，制得的胶囊表面圆滑，形貌较好。尤其以Tween-80为乳化剂时所制备的胶囊最理想。

2.6 结论

作为相变储热材料，微胶囊的粒径并不是越小越好，颗粒太小可能会导致整体的储热能力下降。

以蜜胺树脂为壁材,采用原位聚合法制备得到了相变储热微胶囊。采用SEM、DSC、F T-IR、等测试手段对产品进行了分析。并且通过分析芯/壁比例对制备的影响,确定了制备相变材料微胶囊的最优条件为芯材∶壁材= 2:1(质量比)

参考文献

[1 ] Cho J S ,Kwon A ,Cho C G. [J ] . Colloid Polymer Science ,2002 ,280 :260.

[2 ] Hawlader M N A ,Uddin M S ,Zhu H J . [J ] . InternationalJournal of Solar

Energy ,2000 ,68 (1) :69275.

[3 ] 梁治齐. 微胶囊技术及应用[M] . 北京:中国轻工业出版社,1999.

实验1 原位聚合法制备相变储能微胶囊 -实验报告

实验1 原位聚合法制备相变储能微胶囊引言相变材料(PCM ，phase change material) 在相变过程中能够储存或者释放大量热量，可用于热能储存和温度调控。相变微胶囊（MEPCM ）的内核是相变材料，壁材通常采用高分子聚合物(如蜜胺树脂、脲醛树脂、明胶等)，制备的方法主要有界面聚合法和原位聚合法等。界面聚合法是先将囊芯材料和生成囊壁的某种单体一起加入溶剂制成均匀的溶液，然后倒入不相溶的溶剂中乳化，再在乳液中滴加生成囊壁的另一种单体，让两种单体在界面上发生反应形成囊壁，包覆芯材液滴，最后制得相变材料微胶囊。与界面聚合法不同，原位聚合法生成囊壁的单体和催化剂全部位于囊芯的内部(或外部)，单体聚合时逐步形成不溶性的高聚物，包覆在囊芯表面形成微胶囊。在原位聚合法中，油性的囊心材料在乳化剂存在下搅拌分散于水中，形成稳定的O/W 型乳液，然后加入作为壁材的预聚体溶液，搅拌下原位聚合包覆在囊芯液滴表面。微胶囊在制备过程中，胶囊颗粒大小由开始乳化分散时的液滴大小来决定，而乳化分散液滴大小与乳化搅拌时间、速度密切相关。形成胶囊的粒径越小，比表面积越大，胶囊越容易相互聚集，通过显微镜观察发现胶囊会发生粘连现象。因此在成囊后要加入分散剂来减小胶囊的表面自由能或通过亲水基吸附在固体颗粒表面而形成外壳，使颗粒屏蔽起来而不发生絮凝，给予分散体系以稳定性。为了确保MEPCM 的包覆完整性及强度，芯材含量不能过多也不能过小，否则会影响MEPCM 的蓄热性能，芯材质量百分数含量应在30%～80%之间，最好在50%～70%，另外微胶囊粒径越小，包裹效果和结构致密性也越好，同时表面积增加所需的壁材用量也相应增加。硬脂酸丁酯具有相变温度温和、无毒的特点，适宜用在太阳能存储，室温调节领域。蜜胺树脂具有较高的拉伸强度和压缩强度，较强的耐弱酸碱性及较好的密封性。本实验以硬脂酸丁酯为相变材料，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法制备相变储能微胶囊，采用光学显微镜、红外光谱等表征微胶囊的表面形态和结构特征，采用DSC 测定其热性能。本研究性实验着重于制备工艺的优化，以改善相变微胶囊的储热性能。 N N N NH 2H 2N NH 2 H C O H +Melamine Formaldhyde +N N N N(CH 2OH)2N(CH 2OH)2(HOCH 2)2N trimethylomelamine hexamethylomelamine HOH 2CHN N N N NHCH 2OH NHCH 2OH 图4-4 MF 预聚体的聚合机理

聚丙烯酸基相变材料微胶囊的制备和表征

聚丙烯酸基相变材料微胶囊的制备和表征1 单新丽，王建平，张兴祥改性与功能纤维天津市重点实验室，天津工业大学功能纤维所，天津（300160） E-mail：shanxinli143@https://www.360docs.net/doc/3d6064278.html, 摘要：本文成功制备了甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物为壁材，正十八烷为囊芯的相变材料微胶囊。采用扫描电子显微镜(SEM)，差示扫描量热仪(DSC)，热重分析仪(TG)分别考察了正十八烷微胶囊(MC18)的表观形貌及粒径大小、相变热性能、热稳定性能等。试验结果表明，采用苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐为乳化剂时，所得MC18结构完好，平均粒径为18 μm；芯材与壁材的投料比为2:1时，所得MC18的囊芯含量为66.5 wt%，相应热焓为147 J·g-1，耐热温度高达238 o C。关键词：微胶囊；正十八烷；热稳定性 0 引言利用相变材料的相变潜热进行能量的储存或释放的研究，在能源利用和材料科学领域一直十分活跃。将相变材料微胶囊化是实现相变材料永久固态化的手段之一，可解决相变材料的易疲劳，腐蚀性，不良气味，流动性及相变材料与周围材料界面等问题，同时具可有更大的传热面积和更高的传热速率[1, 2]，使提高能源利用率，创造舒适清新的人类环境成为可能。相变材料微胶囊已被广泛应用到节能建筑材料，调温纤维，织物，泡沫，涂层, 太阳能存储循环利用等领域[3-6]。蜜胺及脲醛树脂为壁材的相变材料微胶囊由于制备工艺简单且产品性能优良[6]，研究性论文占总的相变材料微胶囊论文的70%以上。然而胶囊壁不可避免的残留致癌和致敏物质甲醛[7-9]，并且不可能完全去除（因为甲醛作为一种反应单体）。在生产和使用过程对人类的健康和环境构成威胁，因此研制环保的相变材料微胶囊成为该领域研究者关注的重点。英国汽巴公司申请了制备聚丙烯酸类的颗粒状组合物的专利[10]，德国巴斯夫公司将环保的聚丙烯酸类囊壁的相变材料微胶囊成功地应用到了旧房屋的节能改造领域中[11]，但均对此类胶囊的制备方法和性能的详细报道很少。本文成功制备了聚丙烯酸树脂为囊壁，正十八烷为囊芯的相变材料微胶囊，并对其性能进行了表征。 1.实验部分 1.1 实验药品甲基丙烯酸（C4H6O2，纯度90%），甲基丙烯酸甲酯（C5H8O2，纯度99.5%），均为天津市科密欧化学试剂公司提供，两单体分别用浓度10%的氢氧化钠溶液洗涤以去除阻聚剂和减压蒸馏法提纯；正十八烷（C18H38），纯度99%，进口；乳化剂SMA（固含量为19%的苯乙烯-马来酸酐共聚树脂乳液），上海皮革化工厂产品；过氧化二苯甲酰(C14H10O4, 纯度99%)，过硫酸钾（K2S2O8，纯度99.5%），均为引发剂，分别为天津化学试剂一厂和天津市化学试剂三厂产品；氢氧化钠(NaOH），分析纯，为天津市化学试剂三厂产品。 1.2 正十八烷微胶囊的制备 1本课题得到国家自然科学基金（50573058）、天津市科技计划项目（09ZCKFGX02200）和中国博士后自然科学基金（20070410764）的资助。

原位聚合法制备丙烯酸树脂粉末涂料

原位聚合法制备丙烯酸树脂粉末涂料【摘要】研究通过原位聚合法制备丙烯酸树脂粉末涂料的方法。使用硅烷偶联剂对tio2粒子进行偶联处理，进一步通过乳液聚合得到内部包覆tio2粒子的mma-ba-aa三元共聚的树脂颗粒．通过探讨引发剂用量，温度与转化率的关系。结果显示，温度控制在75℃，引发剂为单体用量的6.5wt%时，转化率较高，得到的粉末粒径较好．通过红外，热分析，扫描电镜及分子量测试，表明粉末涂料的tg为74℃，符合预计，粒径在30μm左右，能够稳定存在，分子量为1.6×106．【关键词】原位聚合；粉末涂料；丙烯酸树脂；乳液聚合；tio2 synthesis of acrylic resin powder coatings by in situ polymerization zhou lin-ting (institute of chemistry and industry jiangnan university wuxi 214122 china) 【abstract】this research is to study a method compounding acrylic resin powder coatings by in situ polymerization. in the experiment, useing of silane coupling agent on the tio2 particles coupling treatment, further through the emulsion are coated tio2 particles within the mma-ba-aa copolymer resin particles. by discussing the relationship among dosage of initiator, temperature and conversion. the results showed

以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的设备制作方法与设计方案

本技术涉及一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法。先将二异氰酸酯单体与小分子二元醇、大分子二元醇和亲水性单体反应，合成以异氰酸根封端的聚氨酯预聚体，然后将相变材料分散在聚氨酯预聚体中，加水制成含相变材料的聚氨酯预聚体分散液，最后与水溶性胺通过界面聚合法制备以聚氨酯为壁材的相变微胶囊。本技术的有益效果是：本技术提供了一种以水性聚氨酯预聚体与水溶性胺通过界面聚合法制备成以聚氨酯为壁材的相变材料微胶囊的方法，该方法制备的相变微胶囊具有制备方法简单，可控性强，不含乳化剂，并可依据使用领域来调节相变微胶囊的性能，环境友好的特点。技术要求 1.一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤： (1)聚氨酯预聚体的制备将小分子二元醇、大分子多元醇和亲水扩链剂加到反应容器中，脱水，冷却到室温后加入二异氰酸酯和催化剂，在一定温度下，反应若干小时，得聚氨酯预聚体；过程中粘度增大可适量加入溶剂，降低预聚体粘度； (2)含相变材料的聚氨酯预聚体分散液的制备待预聚体温度降至50℃以下，加入碱及二异氰酸酯，搅拌均匀后，逐滴加入相变材料，搅拌分散；最后，加入去离子水，搅拌分散，得含相变材料的聚氨酯预聚体分散液；(3)以聚氨酯为壁材的发泡微胶囊的制备在上述分散液中，逐滴加入有机胺水溶液，在常温下扩链反应，得到以聚氨酯为壁材的相变微胶囊乳液；或将微胶囊乳液逐滴滴入稀盐酸溶液中，破乳，抽滤，洗涤，干燥，得聚氨酯为壁材的相变微胶囊颗粒。

(1)中所述的小分子二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、异戊二醇、新戊二醇、孟二醇、苯二甲醇、1,4-丁烯二醇、聚乙二醇(分子量低于1000)中的一种或几种；所述的大分子多元醇为大分子二元醇，具体为：聚乙二醇、聚四亚甲基醚二醇(聚四氢呋喃二醇)、聚丙二醇二元醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸环己烷二甲醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二醇中的一种或几种；大分子三元醇，具体为：聚醚三元醇(聚氧化丙烯三醇)、聚酯三元醇中的一种或几种；分子量为1000～10000。 3.根据权利要求1所述的一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法，其特征是，步骤(1)、步骤(2)中所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯(LDI)、1,6-己基二异氰酸酯(HDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的一种或几种。 4.根据权利要求1所述的一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法，其特征是，步骤(1)中所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)和二羟甲基丁酸(DMBA)中的一种或几种，用量为步骤(1)中参与反应的单体总量的0.5％～80％。 5.根据权利要求1所述的一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法，其特征是，步骤(1)中所述的小分子二元醇与大分子多元醇的重量比例为：(1:0)～(1:20)；二异氰酸酯单体与多元醇按照摩尔比NCO:OH＝(1.2～5.0):1进行投料；所述溶剂为丙酮、丁酮、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)的一种或几种；所述的溶剂的用量为单体总质量的0～100％。

微胶囊的作用、壁材及制备方法

微胶囊技术是目前一种十分热门的技术，是指将一些物质包埋进高分子材料组成的微胶囊中[1]。微囊膜具有半透性或密封性，能根据需要对其中包裹的芯材起到保护、突释或缓释的作用[2]。 1?微胶囊的作用将芯材物质微胶囊化，是利用囊壁的封闭结构，给芯材物质一个物理屏障，避免在不适当的条件下与外界环境接触，防止其有效成分丧失，便于存储和运输。另外，还可以实现对芯材物质的缓释、突释等目的[3]。 1.1?隔离作用微胶囊最主要的功能就是在芯材物质与外部环境之间形成一道物理阻隔，最大程度的保护芯材物质不受外界环境影响而引起的活性物质损失、变性等不良后果。 1.2?控释或靶释在运输阶段尽可能保证芯材物质有效成分不损失，到特定时间或特定位置进行释放，成为控制释放或靶向释放[4]，这也是微胶囊另一个重要的作用。这一点在药学领域表现的尤为突出。 1.3?改善材料性质微胶囊的另一个作用就是能改善材料性质，便于材料的后续使用或处理。如将对液体或半固体芯材，通过包埋作用固体化，便于运输、贮藏和使用[5]。 2?微胶囊的壁材微胶囊的功能效果主要取决于由壁材的种类决定。壁材的选择对其性质起了决定性作用，如缓释性、生物相容性，环境刺激响应性等[6]。目前，代表性的壁材主要有壳聚糖、海藻酸钠和明胶。 2.1?壳聚糖壳聚糖是一种典型的碳水化合物类囊壁材料，又称几丁聚糖，片状固体，呈微黄色或白色。能在大多数有机酸中溶解，不溶于水和碱溶液，具有易挥发的特点[7]。 2.2?海藻酸钠海藻酸钠也是一种极其常见的微胶囊壁材，外观呈淡黄色或白色粉末，极易溶于水[8]。与其他碳水化合物不同，海藻酸钠在较低的浓度条件下，就表现出很高的粘度，同时形成的微囊膜任性很强，半透性能良好。 2.3?明胶明胶可溶于热水，但不溶于冷水，是一种蛋白质混合物，呈淡黄色或白色的透明颗粒，来源广泛，大量存在于动物的结缔或表皮组织中。明胶具有很好的稳定性、乳化性和成膜性，具有入口即化的优点[9]。 3?微胶囊的制备方法微胶囊的制备方法种类繁多，一般从原理上可以分为物理法、化学法和物理化学法（见表1）。根据操作工艺的不同，这三类方法还可以进一步细分[10]。表1?微胶囊的制备方法方法具体方法物理法喷雾干燥法、空气悬浮法、挤压法、喷雾冷却法、静电结合法、包络接合法、溶剂蒸发法化学法原位聚合法、界面聚合法、锐孔法物理化学法单凝聚法、复凝聚法、油相分离法、水相分离法、干燥浴法（又称复相乳液法）、熔化分散冷凝法 4?结束语本文总结了微胶囊在应用过程中的作用、系统介绍了代表性的壁材和常见的制备方法，有助于开展新型微胶囊的研究。参考文献 [1]?Kr???b?e?r?H?，?Teipel?U?.?Ch?em?.?En?g?.?Pr?o?cess?，?2?00?5?，?44?(?2?)?:?215-21?9 [2].王国建，刘琳.特种与功能高分子材料[M].北京: 中国石化出版社.?2004. [3]?Yow，?H.?N.，?Routh，?A.?F.?Formation?of?liquid?core-polymer?shell?microcapsules.?Soft?Matter，?2006，?2，?940-949. [4]M?eshali?M?M?，?et?al?.?Acta?Pharm.?Fenn?.?，?1992，?101(3):?135 [5]?刘晓庚?，?徐明生，?鞠兴荣.高新技术在粮油食品中的应用[J].食品科学，2002，?23(?8)?:?33?5?-3?42?. [6]李莹，靳烨，黄少磊，等．微胶囊技术的应用及其常用壁材［J］．农产品加工，2008(?1)?:65-68． [7]蒋挺大.?壳聚糖[M].?北京:?化学工业出版社，?2001. [8]?梁治齐?.?微胶囊技术及其应用?[?M?]?.?北京?:?中国轻工业出版社?，?1999. [9]?王俊强，顾震，马天贵，等.?微胶囊壁材的选择及其在食品工业中的应用[J]?.?江西科学，2008，26（2）：242-244. [10]?Park?J，Ye?M，Park?K.?Biodegradable?polymers?for?microencapsulation?of?drugs?[J]?.?Molecules，2005，10（1）：146-161. 微胶囊的作用、壁材及制备方法白小林西南石油大学四川成都 610500 摘要：总结了微胶囊在应用过程中的作用，系统介绍了代表性的壁材和常见的制备方法。微胶囊的主要作用有隔离、控释和靶释、改善材料性质。代表性的壁材有壳聚糖、海藻酸钠和明胶。主要的制备方法有物理法、化学法和物理化学法。关键词：微胶囊?壁材?控释?壳聚糖?物理化学法 Functions，?wall?materials?and?preparation?of?microcapsule Bai?Xiaolin Southwest Petroleum University， Chengdu 610500， China Abstract：This?paper?mainly?summarizes?the?functions?of?microcapsule?in?its?application，?and?systematically?introduces?typical?wall?materials?and?their?common?preparation?methods.?The?main?functions?of?microcapsule?include?isolation，?controlled?release，?target?release?and?material?quality?improvement.?Typical?wall?materials?include?chitosan，?sodium?alginate?and?gelatin.?The?main?preparation?methods?include?physical?methods，?chemical?methods?and?physical-chemicalmethods. Keywords：microcapsule；?wall?material；?controlled?release；?chitosan；?physical-chemical?method 37

原位聚合法制备相变微胶囊

原位聚合法制备相变微胶囊引言相变材料(PCM，phase change material) 在相变过程中能够储存或者释放大量热量，可用于热能储存和温度调控。相变材料的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品[1]、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度。例如将相变材料加入到建筑材料中制成储能建材，利用太阳能和季节温差能等再生能源, 可以降低建筑物室内温度波动, 有效利用低峰电力削峰填谷, 降低能源支出，提供健康舒适的室内环境[2]；如果将相变微胶囊悬浮在液体介质中, 形成一种二元潜热型悬浮液，将这种具有大热容的二元潜热型悬浮液作为电子设备的冷却液，能够提供10～40倍于一般流体的等效热容，在相同冷却功率的要求下，冷却系统所需的泵功耗、冷却液流速及热沉体积均可大幅减小。本实验以硬脂酸丁酯为相变材料，蜜胺树脂为壁材，通过原位聚合法制备相变储能微胶囊，采用光学显微镜、红外光谱等表征微胶囊的表面形态和结构特征，采用DSC测定其热性能。本研究性实验着重于制备工艺的优化，以改善相变微胶囊的储热性能。通过本实验，了解了微胶囊的制备方法，理解并掌握原位聚合法制备微胶囊的实验原理和实验技术，探索制备条件对微胶囊结构与性能的影响，并尽可能优化制备工艺。 1.实验方法 1.1仪器与试剂三聚氰胺，37%甲醛，三乙醇胺，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，十六烷基三甲基溴化铵，司班80，盐酸，柠檬酸，氯化铵，硬脂酸丁酯（芯材）；匀质机（乳化搅拌机），电动搅拌机（数显可控搅拌仪），超声波振荡仪（一台），光学显微镜。 1.2微胶囊的制备（1）MF预聚体的制备在三口烧瓶中, 以2：1摩尔比混合甲醛（4mL，37%）和三聚氰胺(2.30g), 20mL水，在70 ℃下充分溶解，用三乙醇胺调节pH值到9.0左右，在68℃下搅拌反应至三聚氰胺完全透明后，继续搅拌反应10分钟, 得到MF预聚体水溶液，将此溶液倒入锥形瓶中室温放置。（2）PCM乳液的制备将5.00g芯材（硬脂酸丁酯）加入到150mL0.8%的十二烷基硫酸钠水溶液中（乳化剂），用乳化均质机在2500rpm速度下乳化10min（同时显微镜监测分散情况），得到O/W型稳定乳液，用柠檬酸调节乳液的pH值为3。乳化条件选择： 0.8%的十二烷基硫酸钠水溶液，乳化10min；酸性调节选择：柠檬酸水溶液；芯/壁比例选择（质量比）：（a）硬脂酸丁酯/MF预聚体=2.5:1；（b）硬脂酸丁酯/MF预聚体=2:1；

微胶囊相变储能材料制备工艺

微胶囊相变储能材料制备工艺 1概述 1.1MCPCM定义相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热[1]。微胶囊相变材料（MCPCM）是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用MCPCM 这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度[2]。在MCPCM中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域[3]。相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。 1.2MCPCM的组成微胶囊粒子的形态多种多等形状[4]。微胶囊是直径在1~500μm的微小“容器”，它主要由囊芯和组成。微胶囊囊芯可以是固体、液体或气体，可以由一种或多种物质组成。囊芯应具有潜热大、无毒性、化学稳定性及热稳定性等特点。目前，可作为微胶囊囊芯的相变材料主要有结晶水合盐和石蜡，此外还有直链烷烃、聚乙二醇、短链脂肪酸等[5]。壁材通常是天然或合成的高分子材料或无机物，有单层和多层的。壁材的选择依据囊芯的性质、用途而定。囊壁材料为无机和有机高分子材料。无机壁材有无机盐（如硅酸钙等）和金属；有机壁材主要是高分子材料，如脲醛树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。有时为了提高囊壁的密闭性或热、湿稳定性，可将几种壁材联合使用[6]。 1.3MCPCM的分类 MCPCM可从不同角度进行分类，根据材料的化学组成分类可分为无机MCPCM、有机MCPCM和混合MCPCM；根据储热的温度范围分类可分为高温MCPCM、中温MCPCM和低温MCPCM，高温MCPCM主要是一些熔融盐、金属合金；中温MCPCM主要是一些水合盐、有机物和高分子材料；低温MCPCM主要是冰、水凝胶；根据储能方式分类可分为显热式MCPCM、化学能转化式MCPCM和潜热式MCPCM；根据贮热过程中材料相态的变化方式分类可分为固-液MCPCM、固-固MCPCM、固-气MCPCM和液-气MCPCM[7]。 1.4MCPCM的特性 MCPCM具有如下的特性[6]：（1）提高了传统相变材料的稳定性。传统相变材料稳定性差，易发生过冷和相分离现象。形成微胶囊后，这些不足会随着胶囊微粒的变小而得到改善。（2）强化了传统相变材料的传热性。MCPCM颗粒微小且壁薄（0.2~10μm），提高了相变材料的热传递和使用效率。（3）改善了传统相变材料的加工性能。MCPCM颗粒微小，粒径均匀，易于与各种高分子材料混合构成性能更加优越的复合高分子相变材料。（4）微胶囊相变材料便于封装，可以降低相变材料的毒性，绿色环保。 1.5MCPCM的应用 MCPCM在相变过程中，内核发生固液相变，而其外层的高分子膜保持为固态，因此该类相变材料在宏观上表现为固态微粒。MCPCM能够在10~800℃的温度范围内，吸收或放出50~200J/g的热量，而且在吸、放热量过程中，温度几乎不发生变化，这种独特的热性能已经得到了研究人员较为广泛的重视，应用领域正在迅速扩大[8]。MCPCM的应用主要可以分为两个方向：一是利用其相变时的潜热，把它与传热流体混合，提高传热流体的热容，用于热量传输、冷却剂等；二是利用其相变温控特性，将其应用于纺织品、建筑物、军事目标等，提高热防护性或者调节温度[9]。微胶囊相变材料降低了相变物质对设备的腐蚀性，阻止了相变物质的流动，防止了相分离，提高了材料的使用效率，拓宽了相变材料的应用领域。 2MCPCM的主要制备工艺

微胶囊的制备方法

1.1 引言微胶囊技术［1］已被广泛应用于医药、农药、香料、食品、染料等行业或领域微胶囊化过程中，囊壁材料是决定微胶囊性能的关键因素。因此，对于微胶囊囊壁材料的选择至关重要。环境响应型微胶囊对外界环境中离子强度、pH、温度、电场等的变化具有化学阀的作用，能根据环境信息变化自动改变自身状态并做出反应。环境响应型微胶囊对环境的应答是通过聚合物分子链或网链的构象变化实现的，因此，可以通过控制外部环境因素使大分子或凝胶网链呈不同构象状态，进一步调控胶囊壁材［２］的孔径大小，有效调节聚合物微胶囊壁材的渗透性来进行客体分子的控制释放，其释放速率可以通过客体分子穿过聚合物微胶囊壁材的扩散速率进行调节。所以这种环境响应型微胶囊在药物包装领域有着广阔的前景［3］。微胶囊因其具有长效、高效、靶向、低副作用等优良的控制释放性能,在药物控制释放等领域具有广阔的应用前景。随着微胶囊技术的发展和应用，近年来人们提出了环境感应型微胶囊，通过外界环境的刺激实现药物的智能释放，并日益受到重视和关注由于温度变化不仅自然存在的情况很多，而且很容易靠人工实现，所以迄今国外对温度感应型微胶囊的研究较多，但国内研究相对甚少。温度感应型微胶囊的基材主要是聚N-异丙基丙烯酰胺［4］(PNIPAAm)它的水溶液具有温敏性，当温度等于或高于它的最低临界溶解温度(LCST约为32℃)时，它在一个相当宽的浓度范围可以发生相分离；而当温度低于LCST时，沉淀的PNIPAAm 又能迅速溶解［5］。交联的PNIPAAm在32℃左右也有一个较低的临界溶解温度NIPAAm与某些单体或聚合物形成的共聚物以及共聚物的共混物也具有这种特性，这种对环境温度敏感的特性引起了人们很大的兴趣。本文以N-异丙基丙烯酰胺和乙基纤维素［6］的共聚物作为壁材，采用乳液聚合法制备温度感应型微胶囊。 1.2 微胶囊常用的制备方法 1.2.1 界面聚合法该法制备微胶囊的过程包括：①通过适宜的乳化剂形成油／水乳液或水／油乳液，使被包囊物乳化；②加入反应物以引发聚合，在液滴表面形成聚合物膜； ③微胶囊从油相或水相中分离。在界面反应制备微胶囊时，影响产品性能的重要因素是分散状态。搅拌速度、黏度及乳化剂、稳定剂的种类与用量对微胶囊的粒度分布、囊壁厚度等也有很大影响。作壁材的单体要求均是多官能度的，如多元

原位聚合法制备微胶囊过程中影响因素的研究

Abstract In order to prepare electrophoretic microcapsules with excellent properties,in-situ polymerizaton using urea-formaldehyde resin was employed with the outer membrane,and influencing factors,such as emulsifier,acid catalysts,pH and stirring speed,were studied.The results show that while 0.039g (0.66×10-3mol/L)Tween-80was used as Emulsifier,0.1M HCl as acid catalyst,and with pH value of 1.5and stirring speed of 600-800r/min,the prepared electrophoretic microcapsules enjoy good qualities,such as smooth surface,transparence,good dispersibility and complete morphology. Keywords polyurea microcapsules;in-situ polymerization; electrophoretic display 0引言随着人们在日常生活中所要处理的信息量越来越巨大，这就需要信息载体不仅要轻便而且对信息变化的反应速度要快，允许使用者随时对其所记载的信息进行更新，人们希望研制一种低能耗、高反射、宽视角的薄层便携式显示器。早在1973年美国Xerox 公司的N.Sheridon 就开始研究Gyricon 旋转球显色技术[1]。1997年美国E-Ink 公司发展了一种电泳粒子微胶囊电子纸显示技术[2]，这类显示器被形象地称为“电子纸”或“数字纸”。它同时具有纸张和电子器件的特性，电子纸的出现引起了人们极大的关注[3-6]。微胶囊型电泳显示技术[7-9]（MC-EPID ）是用微胶囊包覆带有电荷的显色微粒悬浮液，将微胶囊置于电极间，当对该分散体系施加电场时，微胶囊中的带电显色粒子发生电泳，从而完成显示的技术。电子墨水的微胶囊化，在一定范围内有效地改善了电子墨水的稳定性问题。微胶囊应具备粒径适度（5～150μm ），粒度分布均匀，形状规则，囊壁光滑、透明，机械强度高，高电阻，密封性好、不渗透等特点。因为微胶囊的质量对微胶囊型电泳显示的质量至关重要，所以微胶囊的制备技术也显得十分重要。制备微胶囊的方法有化学法、物理化学法和机械法[9]，其中化学法包括凝聚法、界面聚合法、原位聚合法等。Nakamura 等[10]将一种在明胶-阿拉伯胶体系中采用凝聚法制备的微胶囊用于电泳显示技术（EPID ）；Hong 等[11]分别采用界面聚合法，以甲苯二异氰酸酯（TDI ）、乙二胺和环己胺为原料制备了聚脲微胶囊；Comiskey 等[2]采用原位聚合制备的脲醛树脂微胶囊来包封电子墨水。国内方面，王原位聚合法制备微胶囊过程中影响因素的研究摘要为在乳液体系中制备具有较好表面形貌、粒径分布均一的电泳显示用微胶囊，以尿素和甲醛为原料，采用原位聚合法制备出脲醛树脂微胶囊，并对乳化剂的用量、搅拌速度、酸性催化剂的种类以及滴加速度和乳液的pH 值等因素对微胶囊的形成、形态和质量的影响进行了系统的研究。结果表明，分别采用0.039g （0.66×10-3mol/L ）的吐温80（Tween-80）和0.1mol/L 的盐酸作为乳化剂和酸性催化剂，搅拌速度在600～800r/min ，乳液体系的pH 值为1.5时所制备胶囊的形貌质量最好。关键词脲醛树脂微胶囊；原位聚合；电泳显示中图分类号TN104.3文献标识码A 文章编号1000-7857（2009）04-0054-04 周磊，曹立新，柳伟，苏革，韩冰中国海洋大学材料科学与工程研究院，山东青岛266100 Influencing Factors in the Process of Preparing Microcapsules via in Situ Polymerization of Urea-formaldehyde 收稿日期：2009-01-04 基金项目：国家自然科学基金项目（50672089）；山东省优秀中青年科学家奖励基金项目（2006BS04034）作者简介：周磊，研究方向为微胶囊电泳显示材料的研究，电子信箱：wonderfullei1983@https://www.360docs.net/doc/3d6064278.html, ；曹立新（通信作者），教授，研究方向为微胶囊电泳显示材料的研究，电子信箱:caolixin@https://www.360docs.net/doc/3d6064278.html, ZHOU Lei,CAO Lixin,LIU Wei,SU Ge,HAN Bing Institute of Materials Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,Shandong Province,China

微胶囊相变储能材料制备工艺现状

综述专论于娜娜* 高志谨王晓敏李杨摘要：微胶囊相变储能材料（MCPCM）是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新型复合相变材料。文章介绍了微胶囊相变材料及其结构组成、特性、应用领域、制备方法，并对其发展前景进行了展望。关键词：微胶囊；相变储能材料；制备工艺中图分类号：TQ026 文献标识码：A 文章编号: T1672-8114(2012)02-009-05 （中北大学　化工与环境学院，山西太原030051） 1 概述 1.1 MCPCM定义相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热[1]。微胶囊相变材料（MCPCM）是应用微胶囊技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物作壁材，相变物质为芯材制备的微小颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点，利用MCPCM这种储热、放热作用，可以调整、控制工作源或材料周围环境的温度[2]。在MCPCM中发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域[3]。相变材料在产生相变时能够吸收发热体的热量，使其温度不再升高或升高较小；当发热体不工作时，其温度降低，相变材料可以恢复原来的相结构，因此可以多次重复使用。微胶囊相变储能材料制备工艺现状 1.2 MCPCM的组成微胶囊粒子的形态多种多样，大多为球形，但也有更豆、谷粒及无定形颗粒等形状[4]。微胶囊是直径在1~ 500μm的微小“容器”，它主要由囊芯和组成。微胶囊囊芯可以是固体、液体或气体，可以由一种或多种物质组成。囊芯应具有潜热大、无毒性、化学稳定性及热稳定性等特点。目前，可作为微胶囊囊芯的相变材料主要有结晶水合盐和石蜡，此外还有直链烷烃、聚乙二醇、短链脂肪酸等[5]。壁材通常是天然或合成的高分子材料或无机物，有单层和多层的。壁材的选择依据囊芯的性质、用途而定。囊壁材料为无机和有机高分子材料。无机壁材有无机盐（如硅酸钙等）和金属；有机壁材主要是高分子材料，如脲醛树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。有时为了提高囊壁的密闭性或热、湿稳定性，可将几种壁材联合使用[6]。1.3 MCPCM的分类 M C P C M 可从不同角度进行分类，根据材料的化学组成分类可分为无机MCPCM、有机MCPCM和混合MCPCM；根据储热的温度范围分类可分为高温MCPCM、中温MCPCM和低温MCPCM，高温MCPCM 主要是一些熔融盐、金属合金；中温MCPCM主要是一些水合盐、有机物和高分子材料；低温MCPCM主要是冰、水凝胶；根据储能方式分类可分为显热式作者简介：于娜娜（1987-），女，河北沧州人，中北大学化工与环境学院在读硕士，主要研究方向：超重力场中的多相流传质与化学反应。

实验.微囊的制备

实验九微型胶囊的制备一、实验目的 1．掌握复凝聚法制备微型胶囊的工艺及影响微囊形成的因素。 2．通过实验进一步理解复凝聚法制备微型胶囊的原理。二、实验指导微型胶囊（简称微囊）系利用天然、半合成高分子材料（通称囊材）将固体或液体药物（通称囊心物）包裹而成的微小胶囊。它的直径一般为5~400μm。微囊的制备方法很多，可分为物理化学法，化学法以及物理机械法。可按囊心物、囊材的性质、设备和微囊的大小等选用适宜的制备方法。在实验室中制备微囊常选用物理化学法中的凝聚法。凝聚法又分为单凝聚法和复凝聚法。后者常用明胶、阿拉伯胶为囊材。制备微囊的机理如下：明胶为蛋白质，在水溶液中，分子链上含有-NH2和-COOH及其相应解离基团-NH3+与-COO-，但含有-NH+3与-COO-离子多少，受介质pH值的影响，当pH值低于明胶的等电点时，-NH+3数目多于-COO-，溶液荷正电；当溶液pH高于明胶等电时，-COO-数目多于-NH+3，溶液荷负电。明胶溶液在pH4.0左右时，其正电荷最多。阿拉伯胶为多聚糖，在水溶液中，分子链上含有-COOH和-COO-，具有负电荷。因此在明胶与阿拉伯胶混合的水溶液中，调节pH约为4.0时，明胶和阿拉伯胶因荷电相反而中和形成复合物，其溶解度降低，自体系中凝聚成囊析出。再加入固化剂甲醛，甲醛与明胶产生胺醛缩合反应，明胶分子交联成网状结构，保持微囊的形状，成为不可逆的微囊；加2%NaOH调节介质pH8~9，有利于胺醛缩合反应进行完全，其反应表示如下： R-NH2+ H2N-R + HCHO pH8-9 R-NH-CH2-HN-R + H2O 三、实验内容 1．复凝聚法制备液体石蜡微囊处方：

微胶囊文献综述

相变储能微胶囊性能的研究进展摘要：首先介绍了微胶囊技术以及其发展历史和趋势，并综述了相变材料微胶囊芯材和壁材的选择、微胶囊的制备方法、性能改进以及其应用领域，最后对微胶囊相变材料的发展前景进行了展望。关键字：微胶囊技术；制备方法；应用领域；研究进展前言微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体、气体包覆形成微小粒子的技术。其制备技术始于20世纪50年代，最初是由美国国家现金出纳公司（NCR）的BarretGreen于1954年研究成功，并用于生产无碳复写纸，开创了微胶囊新技术的时代。60年代，利用相分离技术将物质包裹于高分子材料中，制成了能定时释放的微胶囊，推动了微胶囊技术的发展。尔后西欧、日本等国家花费了很大投资，在一些理论问题上取得了突破，并将微胶囊技术的应用领域拓宽到医药、农药、日化、感光材料、食品、生物制品等领域，使微胶囊技术在70年代中期迅猛发展。近年来，微胶囊技术发展越来越快，并且已在医学、药物、农药、染料、颜料、涂料、食品、胶粘剂、肥料等诸多领域得到了广泛的应用。目前，关于微胶囊方面的文献每年以数以千计的速度增长。运用此技术使许多传统产品提高了档次，具有更新的功能[1]。 1 微胶囊芯材和壁材的选择 1.1 芯材的选择微胶囊由芯材和壁材两部分组成。目前，可作为微胶囊芯材材料的有结晶水合盐，直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类、聚乙二醇等，其中结晶水合盐和石蜡类较为常用。结晶水合盐的熔点一般在0～100 ℃，具有储热密度高、导热系数大和相变体积变化小等优点，但是存在过冷、相分离和具有腐蚀性等缺点。其研究成果较少[2-3]。石蜡具有相变潜热大、化学稳定性好以及无毒性等优点，并且廉价易得，是最常用的芯材。短链脂肪酸、多元醇和酯类，具有和石蜡相似的物理和化学性质，也是较常用的芯材。有时为了得到不同温度范围的相变材料，可将几种材料进行复合。目前，已经微胶囊

微胶囊的制作工艺流程

微胶囊的制作工艺流程 1.材料和方法 1.1 材料与试剂经过醇提和醇沉的红枣提取物；阿拉伯树胶、糊精、淀粉、乳糖、微晶纤维素、无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、乙醇等，均为国产分析纯。 1.2制备工艺以阿拉伯胶和糊精的混合物（1：1）作为壁材，以提取物，淀粉，乳糖和微晶纤维素的混合物为芯材，采用喷雾干燥工艺，制备降血脂微胶囊，制备的工艺流程见图1-1，工艺要点分别为：芯材溶液制备：提取物和辅料（淀粉，乳糖，微晶纤维素；52：24：24）壁材溶液制备：称取一定量的阿拉伯胶和糊精（1：1），再加入一定量的水，使其溶胀、分散，制成壁材溶液。混合：按照一定的壁材/芯材比（2：1，1：1）及一定的壁材浓度（1:50，w/v）要求，将芯材溶液加入到壁材溶液中，搅拌、混匀。喷雾干燥：用喷雾干燥机，按如图的工艺条件喷雾干燥。 1.3降血脂微胶囊理化性质的测定（1）结构观察及粒径的测定（2）水分测定（3）比容的测定（4）溶解度的测定

1.4微胶囊化前后的稳定性研究（1）PH值对微胶囊化前后的稳定性影响（2）自然光对微胶囊化前后的稳定性影响（3）空气中的氧气对微胶囊化前后的稳定性影响（4）温度对微胶囊化前后的稳定性影响（5）金属离子对微胶囊化前后的稳定性影响（6）氧化剂对微胶囊化前后的稳定性影响（7）还原剂对微胶囊化前后的稳定性影响（8）防腐剂对微胶囊化前后的稳定性影响（9）食品原料对微胶囊化前后的稳定性影响 1.5降血脂微胶囊质量指标评价（1）感官评价（2）理化指标评价（3）动物实验 1.6微胶囊在模拟肠液中释放效果的检测按照确定的最佳工艺条件，检测经模拟胃液处理3 h 后的微胶囊在模拟肠液中的释放情况。药品质量/g 药品质量/g 阿拉伯树胶微晶纤维素糊精淀粉乳糖维素

原位聚合详解

本体聚合：原位聚合法是从纳米复合材料中发展而来的，所谓纳米复合材料，即，纳米粒子与有机高分子材料共同构建而成的复合材料。纳米复合材料的合成方法有：熔融捏合，原位聚合，溶解法原位聚合，顾名思义，就是把反应单体填充到纳米层状物的层间，让其在层间发生聚合反应原位聚合法原理：原位聚合是一种把反应性单体(或其可溶性预聚体)与催化剂全部加入分散相(或连续相)中,芯材物质为分散相。由于单体(或预聚体)在单一相中是可溶的,而其聚合物在整个体系中是不可溶的,所以聚合反应在分散相芯材上发生。反应开始,单体预聚,预聚体聚合,当预聚体聚合尺寸逐步增大后,沉积在芯材物质的表面纳米复合材料已俨然成为了未来柔性包装的发展重点，因此受到的关注也越来越多，由于用这种技术生产出来的材料的阻隔性、机械性能更强，重量更轻，所以全球纳米材料的市场正在不断扩张，预计到2008年全球纳米技术的市场有望增长到2.5亿美元，届时每年的增长速度预期会到18%~25%。纳米材料的构成聚合物纳米复合材料是将填充物分散到纳米粒子之间形成一种片晶而构建成的。然后，这些小片晶就分散到聚合体的矩阵中，形成的若干平行层迫使气体从聚合体中通过“曲折通道”逸出，针对气体和水气形成复杂的阻隔层。聚合体结构呈现地越曲折，阻隔性就越高。聚合薄膜的渗透系数（P）由两个因素决定：扩散（D）和溶解度（S）系数，也就是P = DxS。当有更多的纳米粒子分散到聚合物中时，渗透性也会大大降低。根据美国陆军的纳提克士兵研究中心的研究表明，“聚合物中纳米粒子的分散程度跟纳米复合薄膜复合到那些纯的聚合薄膜上时出现的机械和阻隔特性的改善程度相关。” 为了使薄膜得到最佳的性能，和传统填充物的加入量相比纳米粒子的量要少许多。通常，纳米填充物的添加量不超过5%，这样就可以极大地减少纳米复合薄膜的重量。纳米粒子的分散过程会致使材料产生很高的材料纵横比和表面积，使填充了纳米粒子的塑料的性能大大优于填充传统材料的塑料。填充物种类有不同种类的填充物可供使用。最普通的一种是被称为高岭土的纳米黏土材料—单层的蒙脱石黏土。黏土在自然状态中就有亲水性，而聚合物也是亲水的。为了使这两者协调一致，必须对黏土的极性进行改良成为更加“有机”的物质。一种改良黏土的方法就是通过将有机铵阳离子（带正电的离子）和黏土表面的无机阳离子进行交换。其他的纳米填充物包括碳纳米管，片状石墨和碳纳米纤维。另外还有一些填充物正在进行调研中，例如，合成黏土、天然纤维（大麻、亚麻）以及POSS（纳米复合光电薄膜）。碳纳米管—比纳米黏土填充物这种在自然界中易得到的材料的膨胀系数更高—能提供极好的导电性能和热传导性能。纳米黏土的两家主要供应商是Southern Clay Products 三种填充方式通常有三种方法可以通过纳米填充物增强聚合物的性能来生产纳米复合材料：熔融捏合，原位聚合法和溶解法。将纳米填充物填入聚合物中的熔融捏合或称处理可以通过挤出机、

微胶囊农药制备技术概述

微胶囊农药制备技术概述 20世纪50年代B. K. Green在研究第一代无碳复写纸时使用凝聚法制备了包含染料的微胶囊，这标志着微胶囊技术的开始。进入21世纪，微胶囊技术的研究进展加快，已被广泛地用于医药、食品、化妆品、建材等很多领域，微胶囊是以高分子材料作为囊壁或囊膜，通过物理或物理化学方法将作为囊芯的活性物质（固体、液体或气体）包裹起来，形成一种具有半渗透性囊膜的微型胶囊。其具有保护囊芯材料免受环境影响、屏蔽气味、降低毒性等作用。上世纪60年代大量化学农药开始使用，特别是有机氯和有机磷农药。进入70年代后化学农药的污染问题越来越被重视，降低毒性、减少污染、保护环境的理念被提出来。同时减少有机溶剂的用量、减少喷药次数、提高农药的利用率成为化学农药研究的重要课题，农药微胶囊制剂就是在这种趋势下出现的。最早的农药微胶囊产品是1974年Pennwalt公司开发的甲基对硫磷微胶囊，投入市场后非常畅销。从那时起微胶囊悬浮剂作为农药的缓释剂型被广泛认可，我国与上世纪70年代后期开始引入农药微胶囊制剂，先后有对硫磷、倍硫磷等商品化。近年来随着我国农药政策的调整，微胶囊悬浮剂进入了一个快速发展的时期。 1 常用微胶囊制备技术的特点目前，有关农药微胶囊的制备仍以界面聚合法、原位聚合法、凝聚法和溶剂挥发法为主。界面聚合法是囊壁成膜反应发生在互不相溶的油水两相界面上，该方法的基本过程是将成膜反应所需要的油溶性高分子单体和原药一起溶解在有机溶剂中，再向此有机相中加入乳化剂和水，剪切乳化形成水包油乳状液。再添加水溶性的高分子单体。两个单体在药物颗粒的两相界面发生缩聚反应，形成包覆活性成分的聚合物薄膜。该方法的优点是：加工工艺简单，条件温和，易于实现工业化生产，通过该法制备的微胶囊适合包裹液体（液体原药或溶解固体原药微粒的有机溶剂），制得的微胶囊致密性好；但是不足之处是：该方法使用的囊壁材料主要是聚脲聚酰胺聚胺酯等。这些单体的毒性比较大，形成的囊壁很难在液体农药中溶解，某些副反应还会使得囊芯性能被破坏或失去生物活性，制备过程中有些农药需要使用大量有机溶剂，生产成本较高。