CN101502663B

CN101502663B - 使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法

Info

Publication number: CN101502663B
Application number: CN2009100378635A
Authority: CN
Inventors: 肖凯军; 王新; 银玉容; 郭丹丹
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: Guangzhou Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: CN101502663A

Abstract

本发明公开了一种使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法，包括下述步骤：首先采用平均孔径为50～100nm、面积为2～100cm²的半透膜将香熏精油封装在体积为5～1000ml的容器中；保持在30～60℃条件下，使得香熏精油以挥发性气体状态透过具有纳米孔径的半透膜，达到对香熏精油释放速度的控制。本发明通过半透膜孔径不同，并结合精油的挥发温度不同，对封装于密闭容器中的香熏精油的释放进行有效地控制，每日精油的释放率为0.2～10％，本方法是一种简单可行、有效地可控释放香熏精油方法。

Description

使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法

技术领域：

本发明创造属于卫生熏香和空气消毒技术领域，具体涉及使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法。

背景技术

很多中草药具有杀菌或抗菌作用，所以常用其制造熏香进行防病驱除室内异味。用植物药材和天然芳香植物制作的熏香，不仅有一定的抗菌作用，还可以使空气清新，愉悦身心，因而很受欢迎。

香熏，就是在具有香植物花朵和树脂中，提炼所蕴育的精纯本质，即精油，并藉由最重要的嗅觉和触觉反应，来恢复身体和精神的平衡。不同类型的香熏有不同的作用，例如玫瑰香熏可以消除情绪郁结，通经止痛，山茶香熏能增强人体免疫功能，以适应外界环境对人体的刺激和破坏。松木香熏能舒缓因感冒及咽喉充血、水肿带来的不适，并能促进血液循环。苍艾香熏油是具有气味清香、抗菌力强等作用。

近年来，伴随着香薰的兴起和使用，熏疗法迅速风靡大江南北。香薰大致可分为直接吸入法、沐浴法、蒸薰法、按摩法、冷敷法、热敷法等，由于这些使用方法不能对精油的挥发速度和使用量进行有效控制，造成高价值的精油的大量浪费。因此，人们研究出聚合物浸泡法，凝胶法、微胶囊法等精油缓慢释放方法。尽管这些缓慢释放方法具有一定缓慢释放精油的效果，但是，这些方法存在释放量不稳定和可控性差等问题。

发明内容

本发明的目的主要针对现有技术的缺点，提供一种使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法，本发明以巴西甜橙、柠檬、香茅、薰衣草等天然精油为对象，针对传统香熏方法中精油挥发速度快，不易控制等问题，根据半透膜孔径不同和精油的挥发温度不同控制香熏精油的释放速度，旨在提出一种快速、可控释放香熏精油的方法。本发明对于精油高效利用，节约资源，促进卫生熏香和空气消毒等领域技术进步，推动膜可控释放技术应用和发展，具有十分重要的经济价值和实际意义。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法，具体包括以下步骤：

(1)采用平均孔径为50～100纳米、面积为2～100平方厘米的半透膜将香熏精油封装在体积为5～1000毫升的容器中；

(2)保持在30～60℃条件下，使得香熏精油以挥发性气体状态透过具有纳米孔径的半透膜，达到对香熏精油释放速度的控制。通过半透膜的纳米孔径的大小和加热温度的不同，进行精油透过半透膜的释放速度的控制，每日精油的挥发率0.2～10％。从而实现对香熏精油的可控释放。

所述容器为有机塑料或玻璃容器，容器底部或侧边具有加热装置和温度控制装置。

所述半透膜为经过改性的高分子聚合物膜，所述高分子聚合物膜包括PVC(聚氯乙烯)膜、PE(聚乙烯)膜、PP(聚丙烯)膜、PS(聚苯乙烯)膜、PES(聚醚砜)膜或PVDF(聚偏氟乙烯)膜。

所述改性是将高分子聚合物膜经过拉伸成孔，拉伸速率是膜进料运行速率的2～3倍，拉伸速率为8～12cm/s，再采用2％质量的盐酸浸泡20min后，3％质量的甘油浸泡30min，在1200r/min条件下离心5min脱溶剂，50℃真空干燥2h后形成具有纳米孔径的改性高分子聚合物膜。

所述的香熏精油为天然精油，包括巴西甜橙、柠檬、香茅或薰衣草。

本发明的方法具有的优点及有益效果：

(1)本发明通过半透膜孔径不同，并结合精油的挥发温度不同，对封装于密闭容器中的香熏精油的释放进行有效地控制，每日精油的释放率为0.2～10％。

(3)本发明根据精油的不同化学结构，选用与精油作用不同的材质膜，可获得不同的挥发速度。

(5)本发明采用不同加热温度控制精油的挥发速度，挥发温度30～60℃，最佳温度为40～50℃。

(6)本方法是一种简单可行、有效地可控释放香熏精油方法。

附图说明

图1为可控香熏精油释放装置；

其中1、密闭容器；2、半透膜；3、精油；4、加热装置；5、温控装置和电源

图2为本发明方法和对照实验中香熏精油的挥发率变化曲线的比较；

图3为不同温度下香熏精油的挥发率随时间的变化曲线；

图4为不同半透膜控制香熏精油的挥发率随时间的变化曲线；。

图5为不同膜面积控制香薰精油的挥发率随时间的变化曲线；

图6为在较高温度下半透膜控制香薰精油的挥发率随时间的变化曲线。

具体实施方式

实施例1

不同时间下半透膜可控释放香熏精油

将PVC膜经过拉伸成孔，拉伸速率是运行速率的2倍，拉伸速率为8cm/s，再采用2％质量分数的盐酸浸泡20min后，3％质量分数的甘油浸泡30min，在12000r/min条件下离心5min脱溶剂，50℃真空干燥2h后，形成具有纳米孔径的改性PVC膜，膜平均孔径50nm。

采用可控香熏精油释放装置，不同时间下控制天然柠檬精油的释放，对比容器开口处有半透膜和无半透膜条件下精油挥发率。具体评价指标是测定柠檬精油的挥发率，挥发率(释放率)＝(原有重量-挥发后重量)/原有重量，精油重量采用精密电子天平进行准确称量。

如图1，实验采用圆柱形的PE容器，容器体积为50ml并在侧面表面进行面积为2cm×5cm的长方形开口，加入精油重量5g，试验温度恒定在40℃。半透膜为具有纳米孔径的改性PVC膜，膜平均孔径50nm，采用热溶胶粘住面积为2cm×5cm的长方形开口。对照实验采用同样容器，在面积为2cm×5cm的长方形开口处不粘贴半透摸，其它条件同帖半透膜实验一致。

从图2可知，半透膜能够很好地控制香熏精油的挥发率。香熏精油在没有半透膜(开口)的容器中，第一天的挥发率就达到94％以上，三天后几乎释放完全；而在半透膜控制释放精油的情况下，柠檬精油第一天的挥发率才0.2％，三天过后挥发率才1.7％。因此，半透膜能够控制香精油的释放。

实施例2

不同温度下半透膜可控释放精油

将PP膜经过拉伸成孔，拉伸速率是运行速率的3倍，拉伸速率为12cm/s，再采用2％质量分量分数的盐酸浸泡20min后，3％质量分数的甘油浸泡30min，在12000r/min条件下离心5min脱溶剂，50℃真空干燥2h后，形成具有纳米孔径的改性PP膜，膜平均孔径100nm。

采用图1的可控香熏精油释放装置，以丝柏和巴西甜橙精油为对象，进行不同温度下半透膜控制香熏精油的可控释放。实验采用圆柱形的PE容器，容器体积为50ml并在侧面表面进行面积为2cm×5cm的长方形开口，加入精油重量5g，温度分别恒定在45℃和50℃。半透膜为具有纳米孔径的改性PP膜，膜平均孔径100nm，采用热溶胶粘住面积为2cm×5cm的长方形开口。

如图3所示，对于同一种半透膜，不同温度下同一种香熏精油释放有明显差异；在相同温度下，不同香熏精油挥发速率是不同的。9天后，在温度为50℃时，丝柏、巴西甜橙的最终挥发率分别为15.8％和7.4％；而在45℃时，其挥发率分别为9.653％和3.5％，50℃时丝柏第一天挥发率为8％。随着温度的升高，香精油的挥发速率加快；尽管如此，和不加膜控制香精油释放相比，即使是在50℃下，香精油的挥发速率也明显变缓。因此，通过控制不同的温度，采用半透膜进行香精挥发速率的控制。

实施例3

不同半透膜控制香熏精油的释放

对于同一种香熏精油，在同一温度下采用不同孔径的半透膜，香熏精油的挥发速率也有明显差异，可进行控制香熏精油的释放。采用图1的可控香熏精油释放装置，以巴西甜橙和柠檬草精油为对象，进行不同半透膜孔径控制香熏精油的可控释放。实验采用圆柱形的PE容器，容器体积为500ml并在侧面表面进行面积为2cm×5cm的长方形开口，加入精油重量5g，温度恒定在45℃。半透膜分别采用改性PP膜(膜平均孔径100nm)和改性PVC膜(膜平均孔径50nm)，分别采用热溶胶粘住面积为2cm×5cm的长方形开口。

从图4中可知，采用两种不同的膜控制香精油的挥发，其挥发速率有明显差异。由于香精油的化学结构不同，因此，不同的膜对其挥发成分的渗透性不同。对柠檬草而言，改性PVC膜(膜平均孔径50nm)对其的渗透性能比较好，最终挥发率为7.6％；而对巴西甜橙则较差，为3.7％。所以，针对不同的香精油，可采用不同的膜来控制其释放速度。

实施例4

不同膜面积半透膜可控释放精油

采用不同膜面积的可控香熏精油释放装置，以巴西甜橙精油为对象，进行不同膜面积下半透膜控制香熏精油的可控释放。实验采用圆柱形的PE容器，容器体积为5ml并在侧面表面进行面积为2cm×5cm、1cm×2cm的长方形开口，加入精油重量2g，温度分别恒定在30℃。半透膜为实施例2的改性PP材料，膜平均孔径100nm，采用热溶胶粘住面积为2cm×5cm、1cm×2cm的长方形开口。

如图5所示，对于同一种半透膜膜，相同温度，不同膜面积，同一种香熏精油释放有明显差异；9天后，在膜面积为1cm×2cm时，巴西甜橙的最终挥发率分别为3.26％；而膜面积为2cm×5cm时，其挥发率为9.08％。随着膜面积的增大，香精油的挥发速率加快；尽管如此，和不加膜控制香熏精油释放相比，香熏精油的挥发速率也明显变缓。因此，可通过控制不同的膜面积，采用半透膜进行香精挥发速率的控制。

实施例5

温度较高时，香薰精油的可控释放效果

将PE膜经过拉伸成孔，拉伸速率是运行速率的2倍，拉伸速率为11mm/s，再采用2％质量分数的盐酸浸泡20min后，3％质量分数的甘油浸泡30min，在12000r/min条件下离心5min脱溶剂，50℃真空干燥2h后，形成具有纳米孔径的改性PE膜，膜平均孔径80nm。

对于同一种香熏精油，在较高温度下采用半透膜进行可控释放，香熏精油的挥发速率也有明显明显变缓。采用图1的可控香熏精油释放装置，以薰衣草为对象，考察半透膜控制香熏精油在较高温度下的可控释放。实验采用圆柱形的PE容器，容器体积为1000ml并在侧面表面进行面积为10cm×10cm的正方形开口，加入精油重量50g，温度分别恒定在60℃。半透膜分别采用改性PE膜(膜平均孔径80nm)，分别采用热溶胶粘住面积为10cm×10cm的正方形开口。

从图6中可知，在温度60℃条件下，采用半透膜控制香精油的挥发，其挥发速率有明显降低。由图2可知，薰衣草精油在没有半透膜(开口)的容器中，第一天的挥发率就达到96％以上，三天后几乎释放完全；而在半透膜控制释放精油的情况下，薰衣草精油的释放量很少，第一天挥发率7％，七天过后挥发率才22.1％。因此，在温度较高的条件下，半透膜也能够控制香熏精油的释放。

Claims

1.一种使用纳米孔径半透膜控制香熏精油释放速度的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)采用平均孔径为50～100nm、面积为2～100cm²的半透膜将香熏精油封装在体积为5～1000ml的容器中；

(2)保持在30～60℃条件下，使得香熏精油以挥发性气体状态透过具有纳米孔径的半透膜，达到对香熏精油释放速度的控制；

所述容器为有机塑料或玻璃容器，容器底部或侧边具有加热装置和温度控制装置；

所述释放速度为精油的每日挥发率0.2～10％；

所述半透膜为经过改性的高分子聚合物膜，所述高分子聚合物膜包括PVC膜、PE膜、PP膜、PS膜、PES膜或PVDF膜；

所述改性是将高分子聚合物膜经过拉伸成孔，拉伸速率是膜进料运行速率的2～3倍，拉伸速率为8～12cm/s，再采用2％质量的盐酸浸泡20min后，3％质量的甘油浸泡30min，在12000r/min条件下离心5min脱溶剂，50℃真空干燥2h后形成具有纳米孔径的改性高分子聚合物膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的香熏精油为天然精油，包括巴西甜橙、柠檬、香茅或薰衣草。