液晶微胶囊的制备概述
食品微胶囊造粒技术(食品高新技术课件)

(六)相分离法(凝聚法)
凝聚法又称相分离法,指在囊心物质与包囊材料 的混合物中,加入另一种物质或溶剂或采用其他 适当的方法,使包囊材料的溶解度降低,使其自 溶液中凝聚出来产生一个新的相,故叫做相分离 凝聚法。
此法一般按以下三步进行: 制备三种不相溶的化学相→囊膜的沉积→囊膜的 固化
凝聚法分单凝聚法、复凝聚法两种。
中(常用二氯甲烷)形成油包水乳液. 2.混合液经喷雾装置进入到冷的酒精中 3.有机溶剂中界面封以液氮,在-70℃温度下乙醇将微球中的
有机溶剂不断抽提,经过滤、干燥即可得包载药物的微胶 囊.
➢ 此方法制得的药物包封率可接近100%。
(三)空气悬浮法
1. 空气悬浮法的原理及特点 该方法是一种适合于多种包囊材料的微胶囊化技术。其工 艺过程是先将固体粒状的囊心物质分散悬浮在承载气流 中,然后在包囊室内将包囊材料喷洒在循环流动的囊心 物质粒子上,囊心物质粒子悬浮在上升的空气流中,并 靠承载气流本身的湿度调节来对产品实行干燥。该方法 可以使包囊材料以溶剂、水溶液乳化剂分散系统成热溶 物等形式包囊,通常只适用于包制固体的囊心物质,目 前一般多用于香精香料以及脂溶性维生素等的微胶囊化 。
,达到最大限度得保持原有的色香味、性能和生物活性, 防止营养物质的破坏与损失。此外,有些物料经过微胶囊 化后可以掩盖自身的异味,或由原先不易加工储存的气体 、液体转化成较稳定的固体形式,从而大大得防止或减缓 了产品劣变的发生。
➢ 将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中 ,使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的 技术。其中,被包埋的物质称为芯材,包括香精 香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、 矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添 加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。
微胶囊的制备与应用

《胶体与表面化学》课程期末论文论文题目:微胶囊的制备与应用班级:08材料科学与工程专业姓名: 李崴学号: 20080403B013课程老师:张萍完成日期:2011年6月27日微胶囊的制备与应用李崴20080403B013海南大学材料与化工学院材料科学与工程专业,海南海口(570228)摘要:综述了微胶囊的制备及其应用。
重点介绍了化学法(原位聚合法、界面聚合法等)、物理化学法(复合凝聚法、复相乳液法等)、物理法(喷雾干燥法、溶剂蒸发法、静电喷雾法等)等制备微胶囊的常用方法及研究进展,分析了微胶囊的应用研究现状,并对微胶囊技术发展前景进行了展望。
关键词: 微胶囊,制备,应用,展望0引言微胶囊技术是利用成膜材料包覆具有分散性的固体物质、液滴或气体而形成微粒的一种技术。
通常包覆膜是致密的由天然或合成高分子材料制成,称为壁材(囊壁);被包覆的物质称为芯材(囊芯)。
囊芯可以是固体、液体或气体,含固体的微胶囊形状一般与固体相同,含液体或气体的微胶囊的形状一般为球形,大小一般在2~200μm范围内。
囊壁的厚度一般在0.15~150μm,0.15μm以下囊壁也可生产。
微胶囊由于具有独特的功能特性,已应用到医药、农业、计算机、化学品、食品加工、化妆品等工业中,并具有很好的发展前景。
随着科技的发展,许多科研工作者把对微胶囊的研究目光投向纳米微胶囊[1]。
应用微胶囊技术的目的主要有3点:1)改变液体的分散状态,降低其挥发性,克服液体与周围介质材料的热力学不兼容性;2)芯材与周围介质之间或芯材颗粒之间的绝缘;3)采用扩散或者壳体破坏的方法延缓被包裹物质向介质的释放。
采用微胶囊技术制得的产品有良好的功能性质和贮存稳定性,使用方便,可以解决传统工艺所不能解决的许多问题。
1制备与研究微胶囊的制备技术涉及到物理和胶体化学、高分子化学及物理化学、材料化学、分散和干燥技术等学科领域。
通常根据性质、囊壁形成的机制和成囊的条件分为物理法、物理化学法、化学法等3大类,其中以凝聚法、界面聚合法、原位聚合法应用最为广泛。
微胶囊化技术及应用

微胶囊化技术及应用微胶囊化技术是一种将液体或固体包裹在微小胶囊内的方法,通过包覆物质可以实现保护、控释、隔离等功能。
这项技术在各个领域都有广泛的应用,如医药、食品、化妆品、油墨等行业。
本文将重点探讨微胶囊化技术的原理、制备方法及应用领域。
一、微胶囊化技术的原理微胶囊化技术的原理是利用胶体或聚合物等材料将目标物质包裹在微小的胶囊内。
这些胶囊通常具有稳定的结构,可以在外部环境的影响下实现目标物质的保护和控释。
胶囊的壁可以根据需要进行调整,以实现不同的功能,如透明性、生物相容性、控释性等。
通过微胶囊化技术,可以将不同性质的物质包裹在一起,实现特定的应用需求。
二、微胶囊化技术的制备方法微胶囊化技术的制备方法多样,常见的方法包括乳化法、凝胶化法、溶剂挥发法等。
乳化法是将目标物质溶解在油相中,再通过乳化剂和乳化机械均匀分散在水相中,最终形成乳液。
通过控制乳化条件和加入固化剂,可以实现胶囊的形成。
凝胶化法是将目标物质溶解在溶剂中,再通过添加交联剂等方法实现胶囊的形成。
溶剂挥发法是将目标物质溶解在溶剂中,再通过溶剂挥发或冷冻干燥等方法实现胶囊的形成。
三、微胶囊化技术的应用领域1.医药领域:微胶囊化技术可以用于药物的保护和控释,延长药效时间,减少药物副作用。
例如,将药物微胶囊化后可以实现肠道缓释、靶向传递等功能,提高药物的疗效。
2.食品领域:微胶囊化技术可以用于食品添加剂的包埋,提高添加剂的稳定性和安全性。
例如,将香精、色素等食品添加剂微胶囊化后可以实现长时间保持香味和颜色。
3.化妆品领域:微胶囊化技术可以用于化妆品的控释和稳定性提升。
例如,将活性成分微胶囊化后可以实现在皮肤上的持续释放,提高化妆品的效果。
4.油墨领域:微胶囊化技术可以用于油墨的包埋和控释,提高油墨的质量和稳定性。
例如,将颜料微胶囊化后可以实现油墨的均匀分散和长时间保存。
微胶囊化技术具有广泛的应用前景,在各个领域都有重要的作用。
随着科技的不断发展,微胶囊化技术将会更加多样化和智能化,为人类生活带来更多的便利和创新。
微胶囊技术

microencapsulation (微胶囊技术) 指将物质细微分散包覆后,并在所需的时候将其释放出来的方法capsules--粒径大于1000μmmicrocapsules (or microcells)--粒径分布在1~1000μmnanocapsules--粒径小于1μm2.Principle:微胶囊技术主要是根据Bungenbergde Jong所提的聚集(coacervation)原理(1) 运用高分子的聚集是微胶囊形成主要方式(2) 它是利用分子间的化学或物理产生的边界作用力,让分子自行形成微胞的一种方法3. 微胶囊技术在食品工业上的意义(1) 将液体形式的食品转变成固体,以利于干燥食品中使用(2) 留滯挥发性物,以供最佳条件时释放(3) 避免蒸发及受水分影响(4) 使不容(incompatible)成分均匀混合(5) 掩蔽不良味道(6) 藉由特定的溶释机构,达到特殊效果(7) 改变固体物质的质地与密度(8) 保护敏感物质(1)corematerial(芯材)或nucleus(核心物质):包覆于壁膜内的物质。
重量约占整个微胶囊的80-99%,并于适当的时候被释放出來。
(2)wallmaterial(壁膜材料或囊壁)或shell(外壳)a.如芯材为亲油性物质,则囊壁材料选择亲水性材料b.如芯材为亲水性物质,则囊壁材料用水不溶性的合成聚合物壁材选择基本原则芯材和壁材的溶解性能相反,芯材亲油、壁材一般要亲水,反之亦然。
壁料对芯材无不良影响壁材有适当的渗透性、溶解性、可降解性、弹性、流动性、乳化性等壁材成膜性能好、具有一定的机械强度与稳定性2.核/壳比值(1)典型的胶囊含有70-90%wt的核心物质,外壳厚度约为0.1-200μma.胶囊外壳的厚度与颗粒大小和相对密度有关b.微胶囊中核心物质和外壳的关系有许多表示方法,最常见的是「核心量」和「核/壳比值」两种表示方式(2)核心量a.心材在整个微胶囊中所占百分比b.核心量可作为商品的重要准则(3)核/壳比值a.定义:核心与外壳的重量比值b.核/壳比值是假设核心是一完美的球体,胶囊外壳厚度也是均匀不变的。
微囊的制备

再增加15g/L即215g/L为硫酸钠稀释 液的浓度。
• (3)600g/L硫酸钠溶液是单凝聚法制备 微囊时的凝聚剂,由于硫酸钠是含十个 结晶水的晶体,浓度较高,在低温时, 很容易析出晶体,故应配制后加盖放置 于约50℃恒温水浴中保存备用。
• (3)处方中甲醛的作用是使明胶变性促使囊膜 固化,甲醛用量的多少及环境的pH均影响明 胶变性的程度,同时也影响药物释放的快慢。 Ph8.0~8.5是囊膜固化发生胺缩醛反应的最适 宜的环境,凝胶胶链形成的网状结构孔隙小,
热稳定性好,可长久保持囊形不变。若囊心的 不宜用碱性介质时,可用2.5mol/L戊二醛在中 性介质中使明胶交联完全,使囊膜固化。
• 微囊的制备方法很多,可归纳为物理化 学法、化学法以及物理机械法三大类。
可根据药物和囊材的性质与微囊的粒径、
释放性能等要求进行选择。其中单凝聚 法和复凝聚法应用较广
三、实验仪器与材料
• 仪器:显微镜、组织捣碎机,电动搅拌 器,水浴,pH计,烘箱,抽滤装置等。
• 材料:明胶(复凝聚法用A型,单凝聚 法AB型均可),阿拉伯胶,液状石蜡, 12.3mol/L甲醛溶液,1.67mol/L醋酸, 200g/L氢氧化钠,600g/L硫酸钠,精 密pH试纸,淀粉,蒸馏水等。
(3)微囊的制备
• ①制备凝聚囊 • ②配制硫酸钠稀释液 • ③制备沉降囊 • ④囊膜固化 • ⑤微囊保存 • ⑥计算收率
3.注释
• (1)配制硫酸钠稀释液,浓度不能过高或 过低,否则会使微囊溶解或粘连成团, 无法保持囊形。
(2)硫酸钠稀释液浓度的计算方法为
• 若制备微囊时硫酸钠凝聚剂(600g/L) 用去50ml,制备液体石蜡乳时加蒸馏水 100ml,则微囊体系中硫酸钠的浓度为:
药剂实验微型胶囊制备

加蒸馏水 至100ml
药剂实验微型胶囊制备
乳化,镜检
液体石蜡 6ml
第7页
• 2.2 微囊制备
液体石蜡乳 剂
转移
烧杯1000ml 50-55ºC
5%明胶溶 液100ml
混合
加入冰块 <10ºC
搅拌,冷 却至32ºC-
35ºC
30ºC蒸馏水 400ml
18.5%甲 醛,5ml 搅拌15min
药剂实验微型胶囊制备
2.统计微囊直径(最大粒径和最多粒径)。
药剂实验微型胶囊制备
第10页
药剂实验微型胶囊制备
第5页
三、 试验内容
1.复凝聚法制备液体石蜡微囊 处方:
液体石蜡(ρ=0.91) 6ml
阿拉伯胶
5g
明胶
5g
37%甲醛溶液
2.5ml
10%醋酸溶液
适量
20%NaOH溶液
适量
蒸馏水
适量
药剂实验微型胶囊制备
第6页
• 2.操作
2.1液体石蜡乳剂制备
蒸馏水 80ml
阿拉伯
溶
胶5g 80ºC 解
20%NaOH, pH8-9
10%醋酸 pH3.8-4.0
搅拌至沉 淀析出
第8页
(8)镜检:显微镜下观察微囊形 态并绘制微囊形态图,统计微囊 大小(最大和最多粒径)。
药剂实验微型胶囊制备
第9页
• 四、试验结果和讨论
• 1.绘制乳剂和微囊显微镜下形态图,并 说明二者之间差异。
图 1 复凝聚法制备石蜡微囊显微图(10×10倍)
一、 试验目标
• 1.掌握复凝聚法制备微型胶囊工艺及影 响微囊形成原因。
• 2.经过试验深入了解复凝聚法制备微型 胶囊原理。
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]。
微胶囊的制备技术及其应用

材 , 大小一般 在微米或者毫米 范围 内。 裹在微 其 包
胶囊外部 的材料被称为壁材 。
2 0世 纪 的 5 0年 代 ,美 国 的 G en和 S he re cl — i e 对 染料 进行 微 胶囊 化 来 制备 无碳 复 写 纸I, c r h 7 1 开 创 了微 胶 囊 新 技 术 的新 时 代 , 开创 了高 分 子 材
化工中间体
C e c l n e me i t h mi a t r d ae I 20 年第 1 期 09 2
综 述 专 论
微 胶 囊 的 制备 技 术 及 其 应 用
蔡 涛 王 丹 宋 志 祥 余 万 能
( 湖北省化学研究院 , 湖北 武汉 4 0 7 ) 30 4
摘要 : 综述了微胶囊 的制备技术及其应用 , 绍了微胶囊技术在国内的研究进展 。 介 关键词 : 微胶囊 ; 微胶囊化; 制备 ; 应用 中图分类号 :c 仃 TB 文献标识码 : A 文章编号 :6 2 8 1 (09)2 0 0 - 8 17 — 14 20 1 -0 6 0
药物 、 药 、 药 、 料 、 料 、 品 、 兽 农 染 涂 食 日用 化 工 品 等 诸 多 领 域 得 到 了广 泛 的 应 用 。 应 用 微 胶 囊 技 术
微 胶 囊 的制 备 技 术 始 于 2 0世 纪 3 0年 代 , 在
的 目 的 主 要 有 三 点 : 一 , 变 液 体 的分 散 状 态 , 第 改 降低 其 挥 发 性 ,克 服 液 体 与 周 围 介 质 材 料 的 热 力 学 不 兼 容 性 ; 二 , 物 质 与 周 围 介 质 之 间 或 核 物 第 核 质 颗 粒 之 间 的绝 缘 ; 三 , 用 扩 散 或 者 壳 体 破 坏 第 采 的 方 法 延 缓 被包 裹 物 质 向介 质 的 释 放 【。采 用 微
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1.2.液晶的应用
最新研究进展: George 等应用溶致液晶制备了金属铂的纳米微粒,并应 用于催化剂领域。其所得到的纳米粒子具有介孔结构, 有效地提高了颗粒的比表面积。 Xinhua 等应用氧化铝原子沉积的方法对溶致液晶聚合物 膜进行改性,成功地降低了孔径,使聚合物膜对 H2/N2 气体分离的选择性因子由 12 提升到 65。 利用胆甾相液晶的超分子空间构造进行非对称有机合成 和手性色谱分离。 应用液晶聚合物制作各种新型功能性材料,以及采用稳 态液晶实现信息存储和强激光技术等也引起了广泛的关 注。
3.存在的问题
液晶微胶囊化工艺在 LCD 柔性显示器研制过程起到了重 要的作用。一方面,通过包覆作用实现了液晶的分散、保 护和致稳,防止液晶在器件挠曲过程中的流动,从而确保 了液晶柔性显示的可行性;另一方面,通过控制微胶囊的 大小和分布来调节体系中液晶微滴的尺寸,从而提高了显 示器件的电光性能。然而,至今为止有关于液晶微胶囊化 的报道主要集中于少数地区和公司,这主要是由于有机溶 剂和助剂的掺杂都将会导致液晶材料本征性能的消失,从 而使得该过程变得更为复杂。
1.3.液晶显示技术的现状及趋势
液晶显示技术的发展现状 从新的需求和市场竞争的角度分析,液晶显示技术的发展 方向将集中于: (1)应对并适用显示容量更大; (2)向便携式、个人化液晶显示产品发展; (3)开发节能、多彩、显示对比度高的液晶显示 (4)开发大屏幕高清晰度电视; (5)满足特殊用途需要,如柔性显示和存储型显示等。 与此对应,反射式液晶显示、双稳态液晶显示、液晶微显 示和柔性液晶显示成为当前液晶显示发展的最新趋势。
液晶微胶囊的制备
1.1.液晶的组成和分类
(1) 液晶在组成上具有两大特点: a. 组成液晶的分子一般为规则的长棒状或碗状结构; b. 液晶分子在排列上彼此之间存在一定的规律性。 (2) 从形成液晶相的物理条件来看,液晶从大体上可以分为热 致液晶和溶致液晶两大类。 ① 热致液晶是指单成分的液晶化合物或均匀混合物在温度变 化的情况下出现的液晶相。 ② 溶致液晶是指两种或两种以上的组分混合后,因为体系浓 度变化而出现的液晶相。
5.1.溶剂蒸发法制备液晶微胶囊
实验仪器
5.1.溶剂蒸发法制备液晶微胶囊
工艺过程 1. E7/PMMA 微胶囊的制备 取 1.00 g E7 和 0.15 g PMMA 依次溶解到含有 8.5 mL DMC 和 1.5 mL 乙酸乙酯的混合溶剂中,搅拌使其完全溶解。将 40 mL 2wt%的 PVA 水溶液注入到带有机械搅拌装置的 100 mL 三口瓶中,水浴控制体系温度为 20℃,在 1500 rpm 搅拌速度下将配置好的有机溶液在 2 min 内滴加到三 口瓶内,并保持乳化 20 min。之后,降低搅拌速度到 300 rpm,稳定后再次注入 40 mL2wt%的 PVA 水溶液。升高体 系温度,使水浴温度在 20 min 内从 20℃ 升高到35℃。保 持搅拌速度和体系温度不变,使反应体系在敞开环境搅拌 约 10 h。最后,反应液经过水洗、沉降浓缩后得到微胶囊 产品。
研究结果表明,所制备的液晶微胶囊产品均为单核、球形 结构,颗粒尺寸单一,粒径大小在 4~7 μm,液晶含量可 高达 75wt%,并可适用于液晶显示研究。
2.液晶微胶囊化的研究进展
台湾 K.L. Cheng 课题组通过向液晶微胶囊中添加二色性原 料,获得了一种具有多重彩色效果的液晶微胶囊,产品粒 径大小 4~10 μm,在偏光显微镜下呈现出亮丽的“十字花 纹”。该微胶囊产品在外电场作用下的显示原理如下图:
2.液晶微胶囊化的研究进展
近年来,Hanyang University 的Kyung-Do Suh 小组以聚 甲基丙烯酸甲酯为膜材料,以向列相氟液晶 ML-0248 (TNI=107℃, LG-Philips)、E7(TNI=58℃, Merck)和 MLC-6014(TNI=81℃, Merck)为芯材料,通过溶质共扩散 法分别制备得到了液晶微胶囊,该微胶囊化过程如下图:
2.液晶微胶囊化的研究进展
1957年,B.K.Green 等报道了采用复凝聚法制备了 CLC 微胶囊 的研究; 1960 年,E. Berman等以单层囊壁液晶微胶囊为原料,制备了热 变色液晶薄膜; 1964 年,T.George等研究了 CLC 微胶囊在热致变色薄膜中的应 用; 1986 年,谢淑云等通过一种液晶乳液快速微胶囊化方法制备了 具有双层囊壁的 CLC 微胶囊,基于此微胶囊产品的液晶薄膜能 够呈现鲜艳的彩色,而且在短程温度范围内(30~32℃)实现了 由红→黄→绿→蓝→紫的色彩变化,可以作为特殊固定显色应 用; 1992 年,黄发宏等采用复凝聚法制备了一种双层囊壁的 CLC 微胶囊,其变色温度为 37~40℃,色彩变化顺序为透明赤橙→ 绿→紫,以该微胶囊产品为原料的热变色油墨可适用于凹版和 丝印技术,从而在很大程度上方便了液晶材料的热变色应用。
1.1.液晶的组成和分类
热致液晶根据其内部分子排列有序状态的不同,又可以分为 向列相液晶、胆甾相液晶和近晶相液晶。
1.2.液晶的应用
a)
b)
c)
液晶显示器件是液晶应用的主题,同时在当今显示领域 中也占据主导地位。相比于其他显示器件,它具有低压 工作、微功耗、被动显示、可调显示面积、与集成电路 匹配良好等优点 液晶对光的调制作用可以使得液晶被加工成为各式各样 的光学器件,此外,利用胆甾相液晶的温度变色效应还 可以制成红外成像仪,直接将红外图像成像在液晶显示 器上。 液晶受电、热、磁等外场和压力的影响,分子排列会发 生改变,并引起光学特性及其他参数的改变,使得其在 检测、测量和传感技术方面得到广泛的应用。
1.
迄今为止,已开发的液晶显示方式很多,包括动态散 射显示、高分子分散液晶微滴显、扭曲类液晶显示、铁电 液晶显示、稳态胆甾相液晶显示以及液晶宾主效应等。 此外,随着科学的发展和应用需求的不断更新,新型 液晶显示方式如光学补偿弯曲液晶显示、共面转变液晶显 示、轴对称微结构液晶显示和多畴扭曲液晶显示等也逐渐 开始进入人们的生活和工作领域。
4.解决方法
通过特定的工艺过程来实现液晶在聚合物中的分 散、保护和致稳,解决液晶胶囊化困难的问题, 并对液晶微胶囊产品的光学性质和电光性能进行 分析和讨论,探索其在液晶柔性显示上的应用, 为优化 PDLC、PSCT 制备工艺和提高液晶柔性显 示性能奠定基础。
5.1.溶剂蒸发法制备液晶微胶囊
主要原料和试剂