CN109261089A - 一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置及方法，属于微胶囊技术领域。本发明利用微喷和微管道的构成多重复合结构，利用电磁振动使微喷产生液滴，利用微管道进行微胶囊的聚合物交联，通过微喷和微管道的构成多重复合结构，最后得到连续的壳材料包裹的多个单壁微胶囊的复合微胶囊。本发明制备悬浮交联复合微胶囊的方法，过程简单，易于实现，应用场景广泛。

Description

一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置及方法
技术领域
本发明属于微胶囊技术领域，具体涉及一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置及方法。
背景技术
复合微胶囊是对多个单壁微胶囊组团进行二次包裹，形成包裹微胶囊组团连续的壳材料的复合结构，可延迟单壁微胶囊的缓释及复合材料的分序缓释。中国专利申请CN201610347430.X公开了一种SiO2纳米粒子增强壳聚糖复合微胶囊的制备方法，该方法其利用气-液微流控装置，通过在液相溶液中混合酸性硅溶胶，使SiO2纳米粒子分散到壳聚糖溶液中，利用壳聚糖分子中的活性基团与纳米粒子SiO2产生的氢键作用将纳米粒子引入到壳聚糖微胶囊的囊壁中，同时，壳聚糖作为阳离子电解质与十二烷基硫酸钠阴离子电解质通过电荷相互吸引形成正负离子的络合物，使其在溶液中的溶解度降低而包裹囊芯物形成复合微胶囊，得到所述的壳聚糖/纳米SiO2复合微胶囊。
由上述方法可知，该方法的本质是利用特定的化学反应的方式来得到特定的复合微胶囊，其应用场景有限，且制备方法较为复杂。
发明内容
本发明目的是提供一种过程简单、易于实现的基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置及方法。
具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括由内喷嘴和外喷嘴组成的复合微喷结构、第一泵、第二泵、微管道和第三泵，所述内喷嘴插入外喷嘴中，内喷嘴与第一泵连通，外喷嘴与第二泵连通，外喷嘴插入到微管道；所述微管道中一侧管道连接第三泵，另一侧开口处有筛运输器，筛运输器的下方有收集器。
进一步而言，复合微喷结构由玻璃或金属制成。
进一步而言，内喷嘴的最小尺度为100微米左右，
进一步而言，外喷嘴的尺度为内喷嘴的尺度的10倍。，
进一步而言，第一泵和/或第二泵为微脉冲泵。
进一步而言，微管道与外喷嘴的连接处设置密封。
与上述制造装置配套的复合微胶囊的制造方法，其技术方案是：将微米级固体芯材料和与壳材料溶液均匀混合后的混合液由第一泵连续注入内喷嘴，壳材料溶液对固体芯材料的每个颗粒进行包裹，在内喷嘴的毛细作用及第一泵的脉冲压力下，使包裹颗粒从内喷嘴以单个液滴的形式间歇喷出并进入外喷嘴；外喷嘴注有固化交联剂，包裹固体芯材料的壳材料溶液膜与固化交联剂产生悬浮交联反应形成包覆单个固体芯材料的单壁微胶囊；外喷嘴中的固化交联剂在第二泵的作用下向喷嘴处流动，使单壁微胶囊在喷嘴处形成多个单壁微胶囊聚集群，在外喷嘴的毛细作用及第二泵的脉冲压力下，单壁微胶囊聚集群从外喷嘴中以单个大液滴的形式间歇喷出并进入微管道，每个单个大液滴包含多个单壁微胶囊，液滴喷出时该大液滴表面被固化交联剂包覆形成包覆膜并与微管道中的壳材料溶液产生二次悬浮交联反应又形成一层单壁材料，从而形成双壁复合微胶囊；微管道中的壳材料溶液在第三泵的作用下携带双壁复合微胶囊流出微管道落向筛运输器，筛运输器使壳材料溶液与双壁复合微胶囊分离，壳材料溶液重新流回微管道进行循环；双壁复合微胶囊则由筛运输器输送到的侧下方的收集器内。
本发明的有益效果如下：本发明利用复合微喷，在脉冲压力的作用下使复合微喷产生液滴，实现聚合物交联，最后得到双壁复合微胶囊。本发明制备复合微胶囊的方法，过程简单，易于实现，应用场景广泛。
附图说明
图1是本发明实施例的制造装置的结构示意图。
以上图中，1是内喷嘴，2是外喷嘴，3是第一泵，4是第二泵，5是微管道，6是密封，7是第三泵，8是筛运输器，9是收集器。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本发明的一个实施例，为一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置。如图1所示，复合微喷结构由内喷嘴1和外喷嘴2组成，内喷嘴1插入外喷嘴2中。内喷嘴1与第一泵3连通，外喷嘴2与第二泵4连通，第一泵3与第二泵4均为微脉冲泵。外喷嘴2插入到微管道5，连接处由密封6密封防止泄露。微管道5中一侧管道连接第三泵7，另一侧开口处有筛运输器8，筛运输器8的下方有收集器9。复合微喷结构可以是玻璃或金属组成，内喷嘴1的最小尺度为100微米左右，外喷嘴2的尺度一般为内喷嘴1的尺度的10倍。
本实施制造复合微胶囊的过程如下：将微米级固体芯材料和与壳材料溶液均匀混合后的混合液由第一泵3连续注入内喷嘴1，固体芯材料的直径略小于内微喷1的喷嘴直径。壳材料溶液对固体芯材料的每个颗粒进行包裹，在内喷嘴1的毛细作用及第一泵3的脉冲压力下，使包裹颗粒从内喷嘴1以单个液滴的形式间歇喷出并进入外喷嘴2。由于外喷嘴2中有固化交联剂，包裹固体芯材料的壳材料溶液膜与固化交联剂产生悬浮交联反应形成一层单壁材料，即形成包覆单个固体芯材料的单壁微胶囊。外喷嘴2中的固化交联剂在第二泵4的作用下向喷嘴处流动，使单壁微胶囊在喷嘴处形成多个单壁微胶囊聚集群，在外喷嘴2的毛细作用及第二泵4的脉冲压力下，单壁微胶囊聚集群从外喷嘴2中以单个大液滴的形式间歇喷出并进入微管道5，每个单个大液滴包含多个单壁微胶囊，液滴喷出时，该大液滴表面被固化交联剂包覆形成包覆膜。由于微管道5中有壳材料溶液，液滴表面膜的固化交联剂与壳材料溶液产生二次悬浮交联反应又形成一层单壁材料，从而形成双壁复合微胶囊。
微管道5中的壳材料溶液在第三泵7的作用下携带双壁复合微胶囊流出微管道5落向筛运输器8，筛运输器8会使壳材料溶液与双壁复合微胶囊分离，壳材料溶液重新流回微管道5进行循环。双壁复合微胶囊则由筛运输器8输送到的侧下方的收集器9内。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (7)

1.一种基于复合微喷的复合微胶囊的制造装置，其特征在于，包括由内喷嘴和外喷嘴组成的复合微喷结构、第一泵、第二泵、微管道和第三泵，所述内喷嘴插入外喷嘴中，内喷嘴与第一泵连通，外喷嘴与第二泵连通，外喷嘴插入到微管道；所述微管道中一侧管道连接第三泵，另一侧开口处有筛运输器，筛运输器的下方有收集器。
2.根据权利要求1所述的悬浮交联复合微胶囊的制造装置，其特征在于：复合微喷结构由玻璃或金属制成。
3.根据权利要求1所述的悬浮交联复合微胶囊的制造装置，其特征在于：内喷嘴的最小尺度为100微米左右。
4.根据权利要求3所述的悬浮交联复合微胶囊的制造装置，其特征在于：外喷嘴的尺度为内喷嘴的尺度的10倍。
5.根据权利要求1～4任一所述的悬浮交联复合微胶囊的制造装置，其特征在于：第一泵和/或第二泵为微脉冲泵。
6.根据权利要求1～4任一所述的悬浮交联复合微胶囊的制造装置，其特征在于：微管道与外喷嘴的连接处设置密封。
7.一种采用如权利要求1-6所述的制造装置制造复合微胶囊的方法，其特征在于：
将微米级固体芯材料和与壳材料溶液均匀混合后的混合液由第一泵连续注入内喷嘴，壳材料溶液对固体芯材料的每个颗粒进行包裹，在内喷嘴的毛细作用及第一泵的脉冲压力下，使包裹颗粒从内喷嘴以单个液滴的形式间歇喷出并进入外喷嘴；
外喷嘴注有固化交联剂，包裹固体芯材料的壳材料溶液膜与固化交联剂产生悬浮交联反应形成包覆单个固体芯材料的单壁微胶囊；外喷嘴中的固化交联剂在第二泵的作用下向喷嘴处流动，使单壁微胶囊在喷嘴处形成多个单壁微胶囊聚集群，在外喷嘴的毛细作用及第二泵的脉冲压力下，单壁微胶囊聚集群从外喷嘴中以单个大液滴的形式间歇喷出并进入微管道，每个单个大液滴包含多个单壁微胶囊，液滴喷出时该大液滴表面被固化交联剂包覆形成包覆膜并与微管道中的壳材料溶液产生二次悬浮交联反应又形成一层单壁材料，从而形成双壁复合微胶囊；
微管道中的壳材料溶液在第三泵的作用下携带双壁复合微胶囊流出微管道落向筛运输器，筛运输器使壳材料溶液与双壁复合微胶囊分离，壳材料溶液重新流回微管道进行循环；双壁复合微胶囊则由筛运输器输送到的侧下方的收集器内。
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