CN104975513B

CN104975513B - 抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法

Info

Publication number: CN104975513B
Application number: CN201510287717.3A
Authority: CN
Inventors: 费学宁; 张宝莲; 赵洪宾; 李婉晴
Original assignee: Tianjin Chengjian University
Current assignee: Tianjin Chengjian University
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: CN104975513A

Abstract

本发明提供一种抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法，该方法包括以下步骤：壳聚糖水溶液的制备；聚乙烯醇水溶液的制备；芯材乳液的制备；高效抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备，得到抗菌型壳聚糖精油微胶囊。本制备方法效果是安全环保，所采用的原料为天然产物；产品微胶囊为阳离子性，具有高效抗菌效果、高精油含量和良好的缓释性能，可直接用于织物后整理及相关功能的护理产品中，所得织物对葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率高达85％。

Description

抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法

技术领域

本发明属于纺织后整理技术领域，具体涉及一种通过单凝聚法制备的以壳聚糖和壳聚糖季铵盐为复合型壁材，天然精油为芯材，具有高效抗菌效果的抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法。

背景技术

在当今社会的经济条件和科技背景下，人们对日用品的需求越来越趋向于功能化和天然化，香精香料的应用已不仅仅局限于提供令人舒适愉悦的香气，一些天然精油更能够带来医疗和保健作用，或起到抗菌杀菌、保湿、护肤和修复的作用，或具备提神、安神及消除疲劳的效果。然而具备这些功能的天然精油通常价格较高，同时，传统应用方法的作用效率也很低。

微胶囊技术可以有效地缓解和解决当前该领域所面临的许多问题。作为一种保护技术，微胶囊技术是以成膜材料(壁材)将一些具有反应活性、挥发性的气体、液体或固体(芯材)包覆形成微小粒子，其粒径范围一般从纳米级到毫米级。由于该技术可以有效地将芯材隔绝开来，避免或减少了光、氧、温度、pH等外界因素的影响，同时也避免了因为不同的内部组份间相互作用、反应，导致其失去特有的性质，从而实现对芯材的保护。根据微胶囊壁材材料的不同性质，常可以使其具有靶向性和控释性。

现在市场上所销售的精油微胶囊只能提供一定的香气缓慢释放效果和揉搓释放效果，并没有具备良好的抗菌杀菌等功能。而直接使用具备相应功能的天然精油，不仅价格高昂，还难以达到较高的使用效率。针对以上问题，通过研究表明，采用壳聚糖和壳聚糖季铵盐作为复合型壁材制备精油微胶囊，其中壳聚糖能提供交联性能、机械强度和一定的抗菌效果；壳聚糖季铵盐提供高效的抗菌性能，两者具有良好的相容性。进一步采用具有抗菌功能的天然精油作为芯材，与壁材配合，可以相互促进，提升其应用效果。该方法所采用的原料为天然产物，安全环保；产品微胶囊为阳离子性，具有高效抗菌效果、高精油含量和良好的缓释性能，可直接用于织物后整理及相关功能的护理产品中。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法，用以在保证发挥芯材天然精油与壁材壳聚糖、壳聚糖季铵盐本身抗菌效果的同时，解决天然精油应用效率低、与下游产品冲突等问题。通过采用单凝聚法，以壳聚糖和壳聚糖季铵盐作为复合型壁材，利用壳聚糖提供交联性能、机械强度和一定的抗菌效果，壳聚糖季铵盐提供高效的抗菌性能，两者具有良好的相容性；同时以具有抗菌效果的天然精油作为芯材，壁材与芯材相互匹配，从而可制备得到具有高效抗菌效果、高精油含量、良好的缓释性能，可直接用于织物后整理及相关功能的护理产品中天然精油微胶囊。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

(1)壳聚糖水溶液的制备

称取0.5～2份乙酸溶于70～90份去离子水中，制备成乙酸水溶液。称取0.5～2份壳聚糖，在搅拌下充分溶解于制备的乙酸水溶液中，得到壳聚糖水溶液。

(2)聚乙烯醇水溶液的制备

称取5～10份聚乙烯醇、80～90份去离子水共同置于三口瓶中，在搅拌下加热至90～100℃，溶解得到聚乙烯醇水溶液。

(3)芯材乳液的制备

称取2～6份精油，0.1～0.5份的非离子乳化剂，0.1～0.3份的壳聚糖季铵盐，0.1～1份的(2)中制备的聚乙烯醇水溶液共同加入到(1)中制备的壳聚糖水溶液中，用高剪切分散乳化机在5000～15000r/min的转速下进行乳化，得到芯材乳液。

(4)抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备

将(3)中制备的芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至8～9，使壳聚糖析出凝聚。用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.01～0.05份交联剂和10份水组成的混合物，滴加时间30min。滴加完毕后，在搅拌下充分固化3～5小时，经过滤、洗涤、干燥后，即可得到抗菌型壳聚糖精油微胶囊。

本发明的效果为：

(1)抗菌型壳聚糖精油微胶囊的精油含量可达55～65％，包裹率可达80％～90％。

(2)所制备的抗菌型壳聚糖精油微胶囊呈阳离子性，可适用于各种织物后整理及相关功能的护理产品中。

(3)所制备的抗菌型壳聚糖精油微胶囊缓释留香效果良好，静置留香可达6个月。

(4)所采用的壁材壳聚糖和壳聚糖季铵盐，芯材天然精油均为具有优异抗菌性能的纯天然材料。用制备的抗菌型壳聚糖精油微胶囊对棉织物进行整理，所得织物对葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率高达85％。

具体实施方式

结合实施例对本发明的抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法进行详细说明。

本发明的抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法设计思想是，采用单凝聚法，以壳聚糖和壳聚糖季铵盐作为复合型壁材，以具有抗菌效果的天然精油作为芯材制备高效抗菌型壳聚糖精油微胶囊。该微胶囊所采用的原料为天然产物，具有高效抗菌效果、良好的缓释性能和揉搓释放特性，可直接用于织物后整理及相关功能的护理产品中。

抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法包括以下步骤：

(1)壳聚糖水溶液的制备

(2)聚乙烯醇水溶液的制备

(3)芯材乳液的制备

(4)抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备

将步骤(3)中制备的芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至8～9，使壳聚糖析出凝聚。用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.01～0.05份交联剂和10份水组成的混合物，滴加时间30min。滴加完毕后，在搅拌下充分固化3～5小时，经过滤、洗涤、干燥后，即可得到抗菌型壳聚糖精油微胶囊。

其中所述的壳聚糖的粘均分子量为1×10⁴～2×10⁵，脱乙酰度≥80％；壳聚糖季铵盐为水溶性阳离子季铵盐，其粘均分子量为1×10⁴～2×10⁵，取代度≤95％；精油为具有抗菌功能的天然精油，包括薰衣草精油、百里香精油、肉桂精油、柠檬草精油、丁香精油、香茅精油、桉叶油、茶树油、薄荷油中的一种或几种；非离子乳化剂为Triton X-100、Tween-80、Span-80中的一种或几种；交联剂为京尼平(Genipin)、戊二醛、乙二醛中的一种或几种。

实施例：

实施例1

称取0.5份乙酸溶于70份去离子水中，制备成乙酸水溶液。称取0.5份粘均分子量为1×10⁴、脱乙酰度为80％的壳聚糖，在搅拌下充分溶解于制备的乙酸水溶液中，得到壳聚糖水溶液。称取5份聚乙烯醇、80份去离子水共同置于三口瓶中，在搅拌下加热至90℃，溶解得到聚乙烯醇水溶液。称取2份薰衣草精油或百里香精油或丁香精油，0.1份的非离子乳化剂Triton X-100，0.1份粘均分子量为1×10⁴、取代度为95％的壳聚糖季铵盐，0.1份所制备的聚乙烯醇水溶液共同加入到壳聚糖水溶液中，用高剪切分散乳化机在5000r/min的转速下进行乳化，得到芯材乳液。将芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至8，使壳聚糖析出凝聚。用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.01份交联剂戊二醛和10份水组成的混合物，滴加时间30min。滴加完毕后，在搅拌下充分固化3小时，经过滤、洗涤、干燥后，即可得到高效抗菌型壳聚糖精油微胶囊。微胶囊的精油含量为63％，包裹率为81.5％，静置留香可达6个月，能够直接应用于各种织物后整理及相关功能的护理产品中，经微胶囊整理所得织物对葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率为85％。

实施例2

称取1份乙酸溶于80份去离子水中，制备成乙酸水溶液。称取1份粘均分子量为5×10⁴、脱乙酰度为85％的壳聚糖，在搅拌下充分溶解于制备的乙酸水溶液中，得到壳聚糖水溶液。称取7份聚乙烯醇、85份去离子水共同置于三口瓶中，在搅拌下加热至95℃，溶解得到聚乙烯醇水溶液。称取4份柠檬草精油或香茅精油或桉叶油，0.3份的非离子乳化剂Tween-80，0.2份粘均分子量为5×10⁴、取代度为90％的壳聚糖季铵盐，0.5份所制备的聚乙烯醇水溶液共同加入到壳聚糖水溶液中，用高剪切分散乳化机在10000r/min的转速下进行乳化，得到芯材乳液。将芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至8.5，使壳聚糖析出凝聚。用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.03份交联剂乙二醛和10份水组成的混合物，滴加时间30min。滴加完毕后，在搅拌下充分固化4小时，经过滤、洗涤、干燥后，即可得到高效抗菌型壳聚糖精油微胶囊。微胶囊的精油含量为57％，包裹率为86.6％，静置留香可达6个月，能够直接应用于各种织物后整理及相关功能的护理产品中，经微胶囊整理所得织物对葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率为87％。

实施例3

称取2份乙酸溶于90份去离子水中，制备成乙酸水溶液。称取2份粘均分子量为2×10⁵、脱乙酰度为90％的壳聚糖，在搅拌下充分溶解于制备的乙酸水溶液中，得到壳聚糖水溶液。称取10份聚乙烯醇、90份去离子水共同置于三口瓶中，在搅拌下加热至100℃，溶解得到聚乙烯醇水溶液。称取6份肉桂精油或茶树油或薄荷油，0.4份的非离子乳化剂Tween-80和0.1份的非离子乳化剂Span-80共计0.5份，0.3份粘均分子量为2×10⁵、取代度为85％的壳聚糖季铵盐，1份所制备的聚乙烯醇水溶液共同加入到壳聚糖水溶液中，用高剪切分散乳化机在15000r/min的转速下进行乳化，得到芯材乳液。将芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至9，使壳聚糖析出凝聚。用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.05份交联剂京尼平和10份水组成的混合物，滴加时间30min。滴加完毕后，在搅拌下充分固化5小时，经过滤、洗涤、干燥后，即可得到高效抗菌型壳聚糖精油微胶囊。微胶囊的精油含量为58％，包裹率为89.2％，静置留香可达6个月，能够直接应用于各种织物后整理及相关功能的护理产品中，经微胶囊整理所得织物对葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率可达88％。

Claims

1.一种抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)壳聚糖水溶液的制备

称取0.5～2份乙酸溶于70～90份去离子水中，制备成乙酸水溶液，称取0.5～2份壳聚糖，壳聚糖的粘均分子量为1×10⁴～2×10⁵，脱乙酰度≥80％，在搅拌下充分溶解于制备的乙酸水溶液中，得到壳聚糖水溶液；

(2)聚乙烯醇水溶液的制备

称取5～10份聚乙烯醇、80～90份去离子水共同置于三口瓶中，在搅拌下加热温度至90～100℃，溶解得到聚乙烯醇水溶液；

(3)芯材乳液的制备

称取2～6份精油，0.1～0.5份的非离子乳化剂，0.1～0.3份的壳聚糖季铵盐，所述的壳聚糖季铵盐为水溶性阳离子季铵盐，其粘均分子量为1×10⁴～2×10⁵，取代度≤95％，0.1～1份的步骤(2)中制备的聚乙烯醇水溶液共同加入到步骤(1)中制备的壳聚糖水溶液中，用高剪切分散乳化机在5000～15000r/min的转速下进行乳化，得到芯材乳液；

(4)抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备

将步骤(3)中制备的芯材乳液移至四口瓶中，在搅拌条件下，采用质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH至8～9，使壳聚糖析出凝聚，用冰水浴降温至10℃以下，通过滴加的方式加入由0.01～0.05份交联剂和10份水组成的混合物，滴加时间30min；滴加完毕后，在搅拌下充分固化3～5小时，经过滤、洗涤、干燥后，即得到抗菌型壳聚糖精油微胶囊。

2.根据权利要求1所述抗菌型壳聚糖精油微胶囊的制备方法，其特征是：所述的精油为具有抗菌功能的天然精油，包括薰衣草精油、百里香精油、肉桂精油、柠檬草精油、丁香精油、香茅精油、桉叶油、茶树油、薄荷油中的一种或几种；所述的非离子乳化剂为Triton X-100、Tween-80、Span-80中的一种或几种；所述的交联剂为京尼平(Genipin)、戊二醛、乙二醛中的一种或几种。