微膠囊在日用化學(xué)品中的應(yīng)用2[1].doc

微膠囊的制備及在日用化學(xué)品中的應(yīng)用摘要：介紹了微膠囊的制備方法，包括界面聚合法、原位聚合法、復(fù)合凝聚法、噴霧干燥法等方法。綜述了微膠囊在日用化學(xué)品中的研究進(jìn)展。闡述了微膠囊技術(shù)在日用化學(xué)品中的應(yīng)用，并指出開發(fā)環(huán)境友好，價(jià)廉的微膠囊是未來研究的重點(diǎn)。關(guān)鍵詞：微膠囊；日用化學(xué)品；應(yīng)用The preparation and application of microencapsules on daily-use chemicalsAbstract: Encapsulation technique including interfacial polymerization, insitu polymerization, complex coacervation, spray drying and so on is introduced. The research progress and application of microencapsules on daily-use chemicals are outlined. This thesis also points out that environmentally friendly and cheap microencapsules are research emphasis in the future.Key word: microencapsules, daily-use chemicals, cleaning products 前言 微膠囊的制備技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，在70年代中期得到迅猛發(fā)展，在此時(shí)期出現(xiàn)了許多微膠囊化產(chǎn)品和工藝?，F(xiàn)在通過對(duì)物質(zhì)進(jìn)行膠囊化可以實(shí)現(xiàn)許多目的：可以改善被包覆物質(zhì)的物理性質(zhì)；提高物質(zhì)的穩(wěn)定性，使物質(zhì)免受環(huán)境的影響，改善被包囊物質(zhì)的反應(yīng)活性、耐久性、壓敏性、熱敏性和光敏性；屏蔽氣味；降低物質(zhì)毒性；將不相容的化合物隔離等。隨著微膠囊技術(shù)的發(fā)展及日用化學(xué)品特殊的要求，微膠囊技術(shù)在日用化學(xué)品中的應(yīng)用也越來越廣受關(guān)注。本文綜述了微膠囊的制備方法及膠囊技術(shù)在日用化學(xué)品中的應(yīng)用。1 微膠囊的制備方法1.1界面聚合法界面聚合法1是兩種以上的不相容殼材料單體分別溶解在不相容的兩相中，芯材料在一個(gè)溶有殼材料單體的連續(xù)相中分散或乳化，在芯材料的表面兩種單體聚合反應(yīng)形成微膠囊。界面反應(yīng)聚合法比較適合包囊液體，因?yàn)榉磻?yīng)物從固相進(jìn)入聚合反應(yīng)區(qū)比液相難。界面聚合反應(yīng)制備微膠囊的過程包括：1）通過適宜的乳化劑形成油包水乳液或水包油乳液，即將水溶性反應(yīng)物的水溶液或油溶性反應(yīng)物的油溶液分散進(jìn)入有機(jī)相或水相；2）在油包水乳液中加入非水溶性反應(yīng)物，或在水包油乳液中加水溶性反應(yīng)物以引發(fā)聚合，在液滴表面形成聚合物膜；3）將含水微膠囊或含油微膠囊從油相或水相中分離。1.2 原位聚合法 原位聚合法與界面聚合法密切相關(guān)。在原位聚合法膠囊化的過程中，并不是把反應(yīng)單體分別加到芯材料液滴和懸浮介質(zhì)中，而是單體與引發(fā)劑全部加入分散相或連續(xù)相中，即單體及催化劑是全部位于芯材液滴的內(nèi)部或者外部，單體是可以溶于單一相的，但聚合物是不可以溶的，聚合反應(yīng)在芯材液滴表面發(fā)生1。該法的原理是在連續(xù)相中溶解殼材料的單體或預(yù)聚物，提供反應(yīng)條件使其在芯材的表面聚合沉積，最終覆蓋住芯材形成微膠囊。1.3 復(fù)合凝聚法復(fù)合凝聚法2的特點(diǎn)是使用帶有相反電荷的水溶性高分子電解質(zhì)做成膜材料，當(dāng)兩種膠體溶液混合物時(shí)，由于電荷互相中和而引起成膜材料從溶液中凝聚產(chǎn)生凝聚相。這是一種具有高效率和高產(chǎn)量的實(shí)用方法。 1.4 噴霧干燥法噴霧干燥法1是將芯材料和殼材料的溶液混合在一起，用噴霧干燥或噴霧冷卻將其微膠囊化，霧化后的液滴在氣流中干燥。噴霧干燥的原理是將被干燥的液體通過霧化器的作用，噴成非常細(xì)微的霧滴，并依靠邊干燥介質(zhì)（熱空氣、冷空氣、煙道氣或惰性氣體）與霧滴的均勻混合，進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換，使得溶劑汽化或者使得熔融物固化。噴霧干燥的特點(diǎn)是1）干燥速率高、時(shí)間短。2）物料溫度較低。3）產(chǎn)品具有良好的分散性溶解性。4）產(chǎn)品純度高。5）生產(chǎn)過程簡單，操作控制方便。6）適用于連續(xù)化生產(chǎn)。1.5 其它方法微膠囊化的方法還有噴霧冷凝法、擠壓法、共晶法、銳孔法、分子包埋法等。噴霧冷凝法成本較低，與噴霧干燥法的區(qū)別是不需要蒸發(fā)水分。擠壓法先將包覆材料液化再包埋香精，加入固化劑固化擠壓得到微膠囊。共晶法工藝簡單，成本低廉，但處理溫度高，不適合熱敏性物質(zhì)。銳孔法是將芯材與壁材通過銳孔定型，再固化熱或電改性將壁材沉淀出來，形成微膠囊。分子包埋法是在分子水平上進(jìn)行包結(jié)，已在香精微膠囊化中得到應(yīng)用 34。通過該法制備酶制劑微膠囊熱定性好，但成本高，因此這個(gè)方法在應(yīng)用上受到限制。2 .微膠囊在日用化學(xué)品中的研究進(jìn)展董利敏等6以聚氨酯為壁材、橄欖油為芯材,用界面聚合法制備護(hù)膚微膠囊。其制備的關(guān)鍵技術(shù)是：以吐溫 80 和聚乙烯醇混合乳化劑;界面聚合的起始溫度為10 左右, 擴(kuò)鏈溫度為70 ; 以聚乙二醇600 制得的微膠囊比以聚乙二醇800 制得的微膠囊有較快的釋放囊芯的速度。由吐溫 80 和聚乙烯醇混合所乳化而成的橄欖油乳化體系受溫度變化影響小,穩(wěn)定性好。黃國清等7人,利用原位聚合法制備微膠囊香精，并研究了該微膠囊香精的性質(zhì)。香精經(jīng)原位聚合法包埋后，香精含量約為了32.5%；微膠囊顆粒分布均勻，粒徑較小，約在1 4m 之間。李學(xué)靜等8采用光離子檢測儀(PID)、溶劑萃取和評(píng)香的方法測定評(píng)估了淀粉微膠囊增強(qiáng)香精在洗衣粉中的作用及提高香精在儲(chǔ)存過程中穩(wěn)定性的功效。當(dāng)?shù)矸畚⒛z囊包裹香精與液體香精復(fù)配使用時(shí),即使在香精總量較低時(shí),仍能夠增強(qiáng)香精在洗滌過程中及漂洗后的表現(xiàn)力。淀粉微膠囊包裹香精能有效地提高揮發(fā)性香原料在45條件下的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。潘勇軍等9通過界面聚合方法，在水包油體系中以聚氨酯為囊壁材料將香精包覆形成一種微膠囊，制備緩釋型香精微膠囊的最佳工藝條件是：最佳的皮芯比選取1:21:3.5,制備預(yù)聚物時(shí)異氰酸酯與聚乙二醇的摩爾比應(yīng)為3:1，聚乙二醇/丙酮濃度=0.03mol/L；選用吐溫80乳化劑，乳化劑與香精的用量比為1:5，乳化劑/水體積比=1:10；在 30004000r/min乳化均質(zhì)速度下，乳化時(shí)間一般為1h；包結(jié)的溫度不宜太高，一般為 60，擴(kuò)鏈劑（鄰苯二酚）/2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)的摩爾比=1/4。制得的微膠囊最佳包埋率為56.44%, 留香期達(dá)到13小時(shí)。吳酉芝等10認(rèn)為將香精香料微膠囊化,每種壁材都有優(yōu)缺點(diǎn),所以大多壁材是由多種原料復(fù)合而成。復(fù)配中各原料的選用 , 要根據(jù)微膠囊所要達(dá)到的要求及芯材性質(zhì)來確定。香精控制釋放是指即要保證香精的保質(zhì)期，同時(shí)讓香精能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間或條件下, 釋放出來發(fā)揮作用。香料在基質(zhì)中的保留率主要依賴于食品成分的類型和香料化合物的物理化學(xué)特性。微膠囊香精的釋放機(jī)理有不同的解釋, 如: 擴(kuò)散釋放、降解釋放、膨脹釋放、溶解釋放等。張艷等11 采用原位聚合法制備緩釋型森林浴香精單壁與雙壁微膠囊。發(fā)現(xiàn)用m(壁材) m (芯材) = 0.251 制得的微膠囊粒徑分布最為集中。雙壁微膠囊的失重速率明顯小于單壁微膠囊,且基本勻速失重。雙壁微膠囊釋放速率明顯小于單壁微膠囊,香精殘留量可于 30 d 后仍保持一個(gè)較高水平。如果將香精微膠囊應(yīng)用于棉織物的加香整理, 織物可保持 5 個(gè)月以上的留香效果。美國專利429202812 制備了一種含有微膠囊化的香料液滴清新劑，它具有緩慢釋放氣味的性能。微膠囊液滴能在口腔的唾液中溶解并釋放。該組分與牙齒膠粘劑共同用于假牙上，以適當(dāng)?shù)乃俣仍诳谇恢芯徛亻L期釋放香味，掩飾不良的氣味。NCR 13公司制備了增白劑的微膠囊,所包囊的物質(zhì)是略有水溶性的物質(zhì)。當(dāng)膠囊膜在水中潤濕膨脹時(shí)，被包囊材料可以浸出。通過膠囊膜的固化可以延長洗衣用增白劑在洗衣水中的保存時(shí)間。當(dāng)膠囊放放溫水中34min 以后，膠囊會(huì)潤濕且增白劑會(huì)緩慢浸出。3微膠囊在日用化學(xué)品中的應(yīng)用3.1 香料微膠囊隨著有機(jī)化學(xué)、合成香料工業(yè)的迅速發(fā)展許多新的香料相繼問世。香料在食品，洗滌劑中等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。將香料微膠囊化，使得香料能適用于多種用途。在食品中，香料微膠囊可防止香料與食品相互作用，減少香料之間的相互作用并減少熱、光等作用。在洗滌劑中香料微膠囊化，可以防止香料在水洗受熱中揮發(fā)變質(zhì)，有效地控制香料成分釋放。芳香味微膠囊進(jìn)入織物內(nèi)部并保留下來，然后緩慢釋放香味，使纖維產(chǎn)品具有持久的香味。在墨水中加入香料微膠囊，將水性油墨噴出圖像后，香料微膠囊壓破，放出香氣。在刮涂游戲卡上涂一層香料微膠囊，當(dāng)被刮涂時(shí)釋放出香氣，提高消費(fèi)者的興趣。3.2 化妝品微膠囊目前，許多化妝品采用了微膠囊技術(shù)即是由于特殊需要將化妝品中某些原料包封起來,從而起到原料緩釋、遮蓋、助滲透等作用。化妝品添加劑微膠囊化后，可以使化妝品添加劑即時(shí)、緩慢釋放；使有效成份更加穩(wěn)定；保護(hù)皮膚免受特殊添加劑的刺激；還可以遮蓋不雅觀顏色。將活性酶、色素紫外線吸收劑、皮膚潤濕劑制成的微膠囊產(chǎn)品可以透過表皮的障礙層，諸如死細(xì)胞層而進(jìn)入表皮以下的組織，持續(xù)釋放活性物質(zhì)，過到深層和年持久的皮膚護(hù)理。粉底，眼影，洗衣面奶、清洗指甲油用溶劑等采用微膠囊技術(shù)。將粉底化妝品的微膠囊置于毛巾、棉、布等中，在適當(dāng)?shù)膲毫ο拢⒛z囊破裂，粉底涂到需要它的皮膚上。清洗指甲油用溶劑制成微膠囊，涂在指甲上，在一定壓力下釋放溶劑，洗去指甲油。3.3洗滌用品微膠囊洗滌劑中常含有增白劑、漂白劑、去污劑、表面活性劑、纖維柔軟劑及蛋白酶等活性成分。洗滌劑中的這些活性成分,都可作為芯材進(jìn)行微膠囊化處理, 以保護(hù)敏感成分免受光、熱、濕、氧化、紫外線的負(fù)面影響或在貯存中引起的損失 , 便于加工、處理、包裝和運(yùn)輸14,15 有大量水分的液體洗滌劑中, 蛋白酶有降解蛋白質(zhì)的活性的作用, 而且對(duì)于其他共存的復(fù)配酶也是威脅16。將蛋白酶微膠囊化后,可阻止蛋白酶對(duì)其它酶的降解作用。蛋白酶微膠囊使用時(shí)膠囊破裂, 才釋放出酶, 分解有機(jī)污垢,從而提高洗滌效果。過碳酸鈉是一種含氧漂白劑 , 屬于綠色助劑。它不毀纖維 , 不引起纖維泛黃 , 不需要高溫釋氧。但是不像過硼酸鈉那樣穩(wěn)定 , 少量的濕氣就引起它的分解 , 微量的鐵、銅、鈷和其他重金屬離子均會(huì)加速其分解 , 合成沸石對(duì)其分解有著嚴(yán)重的催化作用。將漂白劑微膠囊化呈顆粒狀，易流動(dòng)，不凝聚，可以防止在貯存過程中分解，不對(duì)紡織物產(chǎn)生破壞17。結(jié)語能夠改善物質(zhì)性能的微膠囊新技術(shù)，將給人們提供許多新型產(chǎn)品，滿足人們各種需求，可不斷提高人們的生活質(zhì)量，具有廣闊應(yīng)用前景。目前，微膠囊的研究重點(diǎn)是其性能如穩(wěn)定性，釋放性等。而使食品添加劑微膠囊符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和要求；使化妝品活性物質(zhì)微膠囊無毒安全；注意洗滌用品微膠囊壁材的可降解性，確保其不污染環(huán)境。開發(fā)安全無毒、環(huán)境友好、價(jià)格低廉的微膠囊將是微膠囊在日用化學(xué)品應(yīng)用研究中的重點(diǎn)之一。參考文獻(xiàn)：1 宋健, 陳磊, 李效軍.微膠囊化技術(shù)及應(yīng)用M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.2 梁治齊. 微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用M.北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.3 Riitta Partanen , Mikko Ahro , Mari Hakala , et al1 Microencapsulation of caraway extract in- cyclodextrin and modified J . 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