微膠囊在日用化學品中的應用2[1].doc

微膠囊的制備及在日用化學品中的應用摘要：介紹了微膠囊的制備方法，包括界面聚合法、原位聚合法、復合凝聚法、噴霧干燥法等方法。綜述了微膠囊在日用化學品中的研究進展。闡述了微膠囊技術在日用化學品中的應用，并指出開發(fā)環(huán)境友好，價廉的微膠囊是未來研究的重點。關鍵詞：微膠囊；日用化學品；應用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 微膠囊的制備技術起源于20世紀50年代，在70年代中期得到迅猛發(fā)展，在此時期出現了許多微膠囊化產品和工藝。現在通過對物質進行膠囊化可以實現許多目的：可以改善被包覆物質的物理性質；提高物質的穩(wěn)定性，使物質免受環(huán)境的影響，改善被包囊物質的反應活性、耐久性、壓敏性、熱敏性和光敏性；屏蔽氣味；降低物質毒性；將不相容的化合物隔離等。隨著微膠囊技術的發(fā)展及日用化學品特殊的要求，微膠囊技術在日用化學品中的應用也越來越廣受關注。本文綜述了微膠囊的制備方法及膠囊技術在日用化學品中的應用。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形成微膠囊。界面反應聚合法比較適合包囊液體，因為反應物從固相進入聚合反應區(qū)比液相難。界面聚合反應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，即將水溶性反應物的水溶液或油溶性反應物的油溶液分散進入有機相或水相；2）在油包水乳液中加入非水溶性反應物，或在水包油乳液中加水溶性反應物以引發(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。在原位聚合法膠囊化的過程中，并不是把反應單體分別加到芯材料液滴和懸浮介質中，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聚物，提供反應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 復合凝聚法復合凝聚法2的特點是使用帶有相反電荷的水溶性高分子電解質做成膜材料，當兩種膠體溶液混合物時，由于電荷互相中和而引起成膜材料從溶液中凝聚產生凝聚相。這是一種具有高效率和高產量的實用方法。 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，噴成非常細微的霧滴，并依靠邊干燥介質（熱空氣、冷空氣、煙道氣或惰性氣體）與霧滴的均勻混合，進行熱交換和質交換，使得溶劑汽化或者使得熔融物固化。噴霧干燥的特點是1）干燥速率高、時間短。2）物料溫度較低。3）產品具有良好的分散性溶解性。4）產品純度高。5）生產過程簡單，操作控制方便。6）適用于連續(xù)化生產。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。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行包結，已在香精微膠囊化中得到應用 34。通過該法制備酶制劑微膠囊熱定性好，但成本高，因此這個方法在應用上受到限制。2 .微膠囊在日用化學品中的研究進展董利敏等6以聚氨酯為壁材、橄欖油為芯材,用界面聚合法制備護膚微膠囊。其制備的關鍵技術是：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。香精經原位聚合法包埋后，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。李學靜等8采用光離子檢測儀(PID)、溶劑萃取和評香的方法測定評估了淀粉微膠囊增強香精在洗衣粉中的作用及提高香精在儲存過程中穩(wěn)定性的功效。當淀粉微膠囊包裹香精與液體香精復配使用時,即使在香精總量較低時,仍能夠增強香精在洗滌過程中及漂洗后的表現力。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,制備預聚物時異氰酸酯與聚乙二醇的摩爾比應為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乳化均質速度下，乳化時間一般為1h；包結的溫度不宜太高，一般為 60，擴鏈劑（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%, 留香期達到13小時。吳酉芝等10認為將香精香料微膠囊化,每種壁材都有優(yōu)缺點,所以大多壁材是由多種原料復合而成。復配中各原料的選用 , 要根據微膠囊所要達到的要求及芯材性質來確定。香精控制釋放是指即要保證香精的保質期，同時讓香精能夠在適當的時間或條件下, 釋放出來發(fā)揮作用。香料在基質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特性。微膠囊香精的釋放機理有不同的解釋, 如: 擴散釋放、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 后仍保持一個較高水平。如果將香精微膠囊應用于棉織物的加香整理, 織物可保持 5 個月以上的留香效果。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，以適當的速度在口腔中緩慢地長期釋放香味，掩飾不良的氣味。NCR 13公司制備了增白劑的微膠囊,所包囊的物質是略有水溶性的物質。當膠囊膜在水中潤濕膨脹時，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間。當膠囊放放溫水中34min 以后，膠囊會潤濕且增白劑會緩慢浸出。3微膠囊在日用化學品中的應用3.1 香料微膠囊隨著有機化學、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，洗滌劑中等領域中得到廣泛應用。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，有效地控制香料成分釋放。芳香味微膠囊進入織物內部并保留下來，然后緩慢釋放香味，使纖維產品具有持久的香味。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，當被刮涂時釋放出香氣，提高消費者的興趣。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?；瘖y品添加劑微膠囊化后，可以使化妝品添加劑即時、緩慢釋放；使有效成份更加穩(wěn)定；保護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品可以透過表皮的障礙層，諸如死細胞層而進入表皮以下的組織，持續(xù)釋放活性物質，過到深層和年持久的皮膚護理。粉底，眼影，洗衣面奶、清洗指甲油用溶劑等采用微膠囊技術。將粉底化妝品的微膠囊置于毛巾、棉、布等中，在適當的壓力下，微膠囊破裂，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,都可作為芯材進行微膠囊化處理, 以保護敏感成分免受光、熱、濕、氧化、紫外線的負面影響或在貯存中引起的損失 , 便于加工、處理、包裝和運輸14,15 有大量水分的液體洗滌劑中, 蛋白酶有降解蛋白質的活性的作用, 而且對于其他共存的復配酶也是威脅16。將蛋白酶微膠囊化后,可阻止蛋白酶對其它酶的降解作用。蛋白酶微膠囊使用時膠囊破裂, 才釋放出酶, 分解有機污垢,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加速其分解 , 合成沸石對其分解有著嚴重的催化作用。將漂白劑微膠囊化呈顆粒狀，易流動，不凝聚，可以防止在貯存過程中分解，不對紡織物產生破壞17。結語能夠改善物質性能的微膠囊新技術，將給人們提供許多新型產品，滿足人們各種需求，可不斷提高人們的生活質量，具有廣闊應用前景。目前，微膠囊的研究重點是其性能如穩(wěn)定性，釋放性等。而使食品添加劑微膠囊符合食品衛(wèi)生標準和要求；使化妝品活性物質微膠囊無毒安全；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、價格低廉的微膠囊將是微膠囊在日用化學品應用研究中的重點之一。參考文獻：1 宋健, 陳磊, 李效軍.微膠囊化技術及應用M北京：化學工業(yè)出版社，2001.2 梁治齊. 微膠囊技術及其應用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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