CN101224403A

CN101224403A - 一种制备微胶囊的方法

Info

Publication number: CN101224403A
Application number: CNA2007101763734A
Authority: CN
Inventors: 骆广生; 龚行楚; 吕阳成
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: CN101224403B

Abstract

一种制备微胶囊的方法，属于材料制备技术领域。为了拓宽溶剂萃取法和溶剂挥发法制备微胶囊应用体系的范围，本发明公开了一种制备微胶囊的方法，包括如下步骤：选择壁材高分子材料A，溶剂B和芯材C，溶解制备混合溶液；将上述混合溶液分散到液体D中形成混合溶液液滴；混合溶液液滴的固化方式有两种，一种是溶剂B不溶于D，溶剂B逐渐挥发到空气中，高分子材料A固化析出形成包覆芯材的微胶囊。另一种是溶剂B可以溶于D，所以溶剂B从混合溶液中逐渐溶解于D中，高分子材料A固化析出形成包覆芯材的微胶囊。本发明操作简单，设备要求低，有效地拓宽了溶剂萃取法和溶剂挥发法的应用体系的选择范围。

Description

一种制备微胶囊的方法

技术领域

本发明涉及化工、冶金、医药等领域中使用的新型分离材料的制备技术，特别涉及微胶囊制备技术。

背景技术

微胶囊技术是当今世界发展迅猛、用途广泛而且比较成熟的一种技术。制备微胶囊的过程称为微胶囊化。它是将固体、液体或气体包裹在一个微小的胶囊中。包封用的壁壳称为壁材，而被包的囊芯称为芯材。近几年来，微胶囊技术在化工、冶金、医药、食品、肥料和饲料等领域得到了日益广泛的应用。溶剂萃取法和溶剂挥发法是制备微胶囊的常用技术，具有简单可控的优点。这两种方法共同的特点是首先将聚合物和芯材溶解在某种聚合物的良溶剂中形成聚合物溶液，然后将聚合物溶液在某种连续相中分散成液滴。这两种方法的不同在于固化方式。溶剂挥发法是让聚合物的良溶剂逐渐挥发到空气中，然后聚合物固化析出形成微胶囊。溶剂萃取法则是通过加入聚合物的非溶剂把聚合物的良溶剂从聚合物液滴中萃取出来，然后聚合物逐渐地固化析出形成微球，而芯材就会被包覆在其中。目前最常用的连续相是水，为了实现聚合物溶液的分散，聚合物的良溶剂往往选择在不溶于水的二氯甲烷或者三氯甲烷。但是这样就只能使用二氯甲烷或者三氯甲烷可以溶解的高分子材料作为微胶囊的壁材。事实上微胶囊壁材的种类直接关系到传质速度的快慢、选择性、稳定性和微胶囊本身的使用寿命。所以，如果可以改变聚合物溶液分散过程中连续相的类型，就可以使用更多聚合物的良溶剂，尤其是可以溶解于水体系的良溶剂，进而就有可能拓宽溶剂萃取法和溶剂挥发法制备微胶囊的体系选择范围，制备得到性质更为优越的微胶囊。

发明内容：

为了拓宽溶剂萃取法和溶剂挥发法制备微胶囊体系选择的范围，本发明采用了新型的连续相，从而可以选用新的溶剂配置聚合物溶液，进而制备种类更加丰富的微胶囊。

本发明公开了一种制备微胶囊的方法，该方法包括如下步骤：

1)选择壁材高分子材料A、溶剂B和芯材C，制备混合溶液；

2)将所述混合溶液分散到液体D中形成混合溶液的液滴；高分子材料A和芯材C均为不溶于液体D的材料；

3)混合溶液液滴的固化方式：

a.若溶剂B不溶于液体D，则溶剂B逐渐挥发到空气中，高分子材料A固化析出形成包覆芯材C的微胶囊；

b.若溶剂B溶于液体D，则溶剂B从混合溶液的液滴中逐渐溶于液体D中，高分子材料A固化析出形成包覆芯材C的微胶囊。

本发明的优选技术方案是：所述的高分子材料A可选用聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚醋酸纤维素或者壳聚糖等。所述的溶剂B为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲酸、乙酸或者上述溶剂和水的混合溶液。

所述的芯材C为Aliquat 336、离子液体、牛血清白蛋白或四甘醇等。所述的液体D为硅油或者硅油和烷烃、芳香烃、酮、醚、醛或酯的混合溶液。所述的混合溶液分散到液体D中采用制乳或微流体剪切制乳两种方式。

本发明的优点在于操作简单，设备要求低，可以使用在以水为连续相时不能使用的溶剂、高分子壁材和芯材，有效拓宽了溶剂萃取法和溶剂挥发法制备微胶囊的体系选择范围。

附图说明

图1为一种制备微胶囊的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种制备微胶囊的方法，其具体制备方法如下：

1)选择壁材高分子材料A、溶剂B和芯材C，制备混合溶液；所述的高分子材料A为聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚醋酸纤维素或者壳聚糖等。所述的溶剂B为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲酸、乙酸或者上述溶剂和水的混合溶液。所述的芯材C为Aliquat 336、离子液体、牛血清白蛋白或四甘醇等。

2)将所述混合溶液分散到液体D中形成混合溶液的液滴；高分子材料A和芯材C均为不溶于液体D的材料；液体D可采用硅油或者硅油和烷烃、芳香烃、酮、醚、醛或酯的混合溶液等。混合溶液分散到液体D中采用搅拌制乳或微流体剪切制乳两种方式。

3)混合溶液液滴的固化方式：

实施例1：

A为聚丙烯腈，溶剂B为N，N-二甲基甲酰胺，芯材C为萃取剂Aliquat 336，D为二甲基硅油，混合方式为搅拌。

取1g聚丙烯腈，1g Aliquat 336，溶解于10mlN，N-二甲基甲酰胺中制成溶液。然后在搅拌的条件下将聚合物溶液慢慢倒入500ml二甲基硅油中，控温在90℃，挥发12h，就可以得到聚丙烯腈包覆Aliquat 336的微胶囊。

实施例2：

高分子材料A为壳聚糖，溶剂B为乙酸和水的混合溶液，芯材C为手性分离剂牛血清白蛋白，D为二甲基硅油，混合方式为微流体剪切。

取1g壳聚糖，0.5g牛血清白蛋白，溶解于由19g水和1g乙酸组成的混合溶液中制成聚合物溶液。然后在T形微通道中以二甲基硅油为连续相对上述聚合物溶液进行剪切制乳。乳液用烧杯收集后，在35℃下，搅拌挥发60h，就可以得到壳聚糖包覆牛血清白蛋白的微胶囊。

实施例3：

高分子材料A为聚砜，溶剂B为N-甲基吡咯烷酮，芯材C为四甘醇，D为二甲基硅油和正庚烷的混合溶液，混合方式为微流体剪切。

取1g聚砜，1g四甘醇，溶解于15mlN-甲基吡咯烷酮中制成聚合物溶液。二甲基硅油和正庚烷以质量比5∶1制成混合溶液。然后在T形微通道中以二甲基硅油和正庚烷的混合溶液为连续相对上述聚合物溶液进行剪切制乳。制成的乳液收集在烧杯中静置20min，N-甲基吡咯烷酮溶解于连续相中，就可以得到聚砜包覆四甘醇的微胶囊。

实施例4：

高分子材料A为聚醚砜，溶剂B为二甲基亚砜，芯材C为四甘醇，D为二甲基硅油和乙酸乙酯的混合溶液，混合方式为微流体剪切。

取1g聚醚砜，1g四甘醇，溶解于15ml二甲基亚砜中制成聚合物溶液。二甲基硅油和乙酸乙酯以质量比6∶1制成混合溶液。然后在T形微通道中以二甲基硅油和正庚烷的混合溶液为连续相对上述聚合物溶液进行剪切制乳。制成的乳液收集在烧杯中静置20min，二甲基亚砜溶解于连续相中，就可以得到聚砜包覆四甘醇的微胶囊。

实施例5：

高分子材料A为聚酰胺，溶剂B为甲酸，芯材C为萃取剂Aliquat 336，D为二甲基硅油，混合方式为搅拌。

取1g聚酰胺，1g Aliquat 336，溶解于15ml甲酸中制成聚合物溶液。然后在搅拌的条件下将聚合物溶液慢慢倒入500ml二甲基硅油中，控温在50℃，挥发12h，就可以得到聚酰胺包覆Aliquat 336的微胶囊。

实施例6：

高分子材料A为聚苯乙烯，溶剂B为N，N-二甲基甲酰胺，芯材C为离子液体1-丁基-3-甲基六氟磷酸盐咪唑啉嗡，D为二甲基硅油，混合方式为搅拌。

取1g聚苯乙烯，1g 1-丁基-3-甲基六氟磷酸盐咪唑啉嗡，溶解于15mlN，N-二甲基甲酰胺中制成聚合物溶液。然后在搅拌的条件下将聚合物溶液慢慢倒入500ml二甲基硅油中，控温在90℃，挥发12h，就可以得到聚苯乙烯包覆1-丁基-3-甲基六氟磷酸盐咪唑啉嗡的微胶囊。

实施例7：

高分子材料A为聚醋酸纤维素，溶剂B为N-甲基吡咯烷酮，芯材C为四甘醇，D为硅油和甲苯的混合溶液，混合方式为微流体剪切。

取1g聚醋酸纤维素，1g四甘醇，溶解于15mlN-甲基吡咯烷酮中制成聚合物溶液。石蜡油和甲苯以质量比8∶1制成混合溶液。然后在T形微通道中以石蜡油和甲苯的混合溶液为连续相对上述聚合物溶液进行剪切制乳。制成的乳液收集在烧杯中静置30min，N-甲基吡咯烷酮溶解于连续相中，就可以得到聚醋酸纤维素包覆四甘醇的微胶囊。

实施例8：

高分子材料A为聚芳醚砜，溶剂B为N，N-二甲基乙酰胺，芯材C为四甘醇，D为二甲基硅油和环己酮的混合溶液，混合方式为微流体剪切。

取1g聚砜，1g四甘醇，溶解于15mlN-甲基吡咯烷酮中制成聚合物溶液。二甲基硅油和环己酮以质量比8∶1制成混合溶液。然后在T形微通道中以二甲基硅油和环己酮的混合溶液为连续相对上述聚合物溶液进行剪切制乳。制成的乳液收集在烧杯中静置30min，N-甲基吡咯烷酮溶解于连续相中，就可以得到聚砜包覆四甘醇的微胶囊。

Claims

1.一种制备微胶囊的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)选择壁材高分子材料A、溶剂B和芯材C，制备混合溶液；

3)混合溶液液滴的固化方式：

2.根据权利要求1所述的制备微胶囊的方法，其特征在于：所述的高分子材料A为聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚醋酸纤维素或者壳聚糖。

3.根据权利要求1所述的制备微胶囊的方法，其特征在于：所述的溶剂B为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲酸、乙酸或者上述溶剂和水的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的制备微胶囊的方法，其特征在于：所述的芯材C为Aliquat 336，离子液体，牛血清白蛋白，四甘醇。

5.根据权利要求1所述的制备微胶囊的方法，其特征在于：所述的液体D为硅油或者硅油和烷烃、芳香烃、酮、醚、醛或酯的混合溶液。

6.根据权利要求1所述的制备微胶囊的方法，其特征在于：所述的混合溶液分散到液体D中采用搅拌制乳或微流体剪切制乳两种方式。