淺談高分子材料在微膠囊新技術(shù)中的應(yīng)用

劉姣姣，肖萍

(遼陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 遼陽(yáng) 111000)

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淺談高分子材料在微膠囊新技術(shù)中的應(yīng)用

劉姣姣，肖萍

(遼陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 遼陽(yáng) 111000)

摘要：高分子材料在微膠囊新技術(shù)中有重要的作用，同時(shí)微膠囊技術(shù)多是有高分子材料制成的。在本次研究中將對(duì)微膠囊新技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合具體情況，對(duì)高分子材料的屬性和制備條件進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高分子材料；微膠囊新技術(shù)；應(yīng)用形式

微膠囊主要是由天然或者人工合成的高分子材料研制而成的一種微型容器或者包裝物，其大小在幾微米至幾百微米范圍內(nèi)(直徑一般在 5-200μm)，需要通過(guò)顯微鏡才能觀察到。同時(shí)微膠囊技術(shù)也是一種成膜材料，是用固體、液體或者氣體將其包裝成核殼形態(tài)結(jié)構(gòu)的膠囊。微膠囊技術(shù)是指將固體顆粒、液體微滴或氣體作為膠囊的芯料，在其外部形成一層連續(xù)而極薄包裹的過(guò)程。其制備技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，在70年代中期得到迅猛發(fā)展，在此期間出現(xiàn)了許多微膠囊化產(chǎn)品和工藝[1]。微膠囊具有保護(hù)芯材物質(zhì)免受環(huán)境影響，屏蔽味道、顏色、氣味改變物質(zhì)重量、體積、狀態(tài)或表面性能隔離活性成分降低揮發(fā)性和毒性,控制芯材物質(zhì)的可持續(xù)釋放等多種作用目前該技術(shù)已經(jīng)成為材料、化學(xué)、化工、生物和醫(yī)學(xué)等諸多學(xué)科領(lǐng)域工作者的研究熱點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、食品、農(nóng)藥、化妝品、金屬切割、涂料、油墨、添加劑等多個(gè)領(lǐng)域因其具有廣闊的應(yīng)用前景。微膠囊技術(shù),就是利用膠囊壁或膜的物質(zhì),將核心物質(zhì)被覆、固化、脫水、使之與環(huán)境中的溫度、水氣等隔絕而起到保護(hù)核心物質(zhì)的作用、延長(zhǎng)其使用壽命的一種技術(shù)。國(guó)際上將它列為21世紀(jì)重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)高新技術(shù)之一。近些年來(lái)隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了高分子材料新的應(yīng)用領(lǐng)域。

1微膠囊新技術(shù)

微膠囊技術(shù)是美國(guó)NCR公司首次應(yīng)用微膠囊技術(shù)制備復(fù)寫紙開(kāi)創(chuàng)的一種技術(shù)，對(duì)高分子材料的應(yīng)用有比較高的需求。微膠囊指的是利用天然的合成材料將高分子材料包囊于其中，會(huì)形成直徑比較小的容器。微膠囊技術(shù)涉及到制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，采用特定的方法和設(shè)備，在高分子材料應(yīng)用階段，將高分子材料和其他材料進(jìn)行混合，只有將其應(yīng)用到基礎(chǔ)材料之上，應(yīng)用加熱、加壓或者輻射等方式讓微膠囊破裂，釋放包裹內(nèi)的物質(zhì)，進(jìn)而擴(kuò)展其應(yīng)用性能。如果包裹的物體通過(guò)包囊釋放出來(lái)，會(huì)產(chǎn)生控制性的性能[1]。

近些年來(lái)采用相對(duì)分離的技術(shù)將各種物質(zhì)包囊于高分子材料中，會(huì)形成定期釋放的藥物的微膠囊，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展后，逐漸推動(dòng)微膠囊技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)后續(xù)應(yīng)用的包囊材料、農(nóng)藥或者香水等制劑，日本對(duì)微膠囊新技術(shù)有了更明顯的認(rèn)識(shí)，能保證微膠囊技術(shù)發(fā)展迅速。此外微膠囊在材料應(yīng)用階段起到交替的作用，定期釋放藥物，釋放香味后，交聯(lián)劑的微膠囊可以和主體成分作用于一體，在釋放微型膠囊的過(guò)程中，對(duì)釋放藥物進(jìn)行有效的控制。微膠囊技術(shù)的應(yīng)用范圍不同，作用也不同。微膠囊新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于粘合劑、醫(yī)藥及材料記錄等方面，隨著高分子材料技術(shù)的不斷發(fā)展，材料性能也出現(xiàn)突破性的進(jìn)展[2]。

2高分子材料的應(yīng)用

針對(duì)高分子材料的特殊性，在應(yīng)用階段，需要從不同的角度入手，考慮到技術(shù)形式的特殊性，只有對(duì)各個(gè)應(yīng)用指標(biāo)進(jìn)行分析，才能實(shí)現(xiàn)材料的有序應(yīng)用。以下將對(duì)高分子材料的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1選擇包囊材料的原則

用做微膠囊包囊材料的有天然高分子、半合成高分子和合成高分子等，需要及時(shí)對(duì)包囊物質(zhì)的性質(zhì)和屬性有一定的影響。由于高分子包囊材料的屬性對(duì)整個(gè)技術(shù)有重要的影響，需要考慮到滲透性、穩(wěn)定性、溶解性等方面要求，對(duì)聚合性、粘度和電性能進(jìn)行有效的分析。此外在制備階段考慮到包囊材料的具體要求和材料的價(jià)格后，需要對(duì)其進(jìn)行慎重選擇。針對(duì)高分子包囊材料，在應(yīng)用過(guò)程中，考慮到材料的應(yīng)用屬性，只有對(duì)不同材料類型進(jìn)行分析，保證材料無(wú)毒、成膜性好、穩(wěn)定性佳，才能提升技術(shù)的應(yīng)用效果。此外合成高分子材料的種類比較多，明膠、阿拉伯膠、淀粉等，材料屬性是無(wú)毒的，穩(wěn)定性比較好，半合成高分子材料本身含有甲基纖維素，其特點(diǎn)是毒性小，成鹽后溶解度會(huì)逐漸增加，但是遇到水之后會(huì)逐漸溶解，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)配。合成高分子材料也是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種形式，其成膜性能比較好，化學(xué)穩(wěn)定性也很強(qiáng)，只有及時(shí)對(duì)材料屬性進(jìn)行分析和評(píng)估，才能達(dá)到理想的應(yīng)用效果。現(xiàn)有的聚合高分子材料作為包囊膜，也可以單體成為聚合成膜。

2.2微膠囊囊心物設(shè)計(jì)

被高分子包囊材料包囊的物質(zhì)稱為是囊心物，囊心物分為不同的屬性，具體表現(xiàn)為油溶性、水溶性和混合物等，其應(yīng)用狀態(tài)分為粉末、固體和氣體等。根據(jù)現(xiàn)有微膠囊設(shè)置形式的要求，在包囊設(shè)計(jì)階段，曝光時(shí),囊心物顯影成像,而用作光溫度記錄介質(zhì)和光敏記錄材料的微膠囊,則包囊有鹵化銀、還原介質(zhì)、可聚合化合物、彩色成像劑和固體精細(xì)粒子。在熱和光的作用下，顯色成像。針對(duì)光敏微膠囊，包囊物中要含有聚合單體和光引發(fā)劑，在各種芳香織物中，含有香水、檸檬和芳香類的微膠囊。應(yīng)用于包囊物的品種比較多，涉及到交聯(lián)劑、催化劑和化學(xué)反應(yīng)劑等，對(duì)于某些囊心物則需要滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，使其具備可聚性和熱可聚合性[3]。

2.3微膠囊的制備方式分析

高分子材料是微膠囊的重要材料，在制備過(guò)程中需要做好材料的選擇工作。微膠囊的制備關(guān)鍵在于對(duì)囊心物進(jìn)行包膜，同時(shí)要保證膜的固化。為了實(shí)現(xiàn)包囊化、包囊膜的表面張力需要小于囊心物的表面張力，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，常見(jiàn)的制備方式也比較多。包括：界面聚合法、物理機(jī)械法和相對(duì)分離法等。

2.3.1界面聚合法

將囊心物加入含有包囊單體的溶液中進(jìn)行分散，包囊單體在囊心物的界面上會(huì)出現(xiàn)聚合的情況，包封之后形成微膠囊。該制備形式比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)于包囊材料的要求比較高，需要及時(shí)對(duì)包囊單體進(jìn)行分析，及時(shí)對(duì)反應(yīng)活性進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而達(dá)到降低聚反應(yīng)的作用。在對(duì)不同的應(yīng)用界面進(jìn)行對(duì)比分析的過(guò)程中需要制備符合人類血清蛋白的微膠囊。只有將二甲苯二異氰酸酯溶解于水中，采用熱處理方式，才能使其成為不具有燃料的微膠囊，進(jìn)而熱記錄材料，保證材料耐壓、耐磨。

2.3.2物理機(jī)械法

在后續(xù)應(yīng)用階段，為了及時(shí)對(duì)輸送管道或者特定的設(shè)備進(jìn)行分析，在加壓和加熱的條件下，需要及時(shí)對(duì)囊心物進(jìn)行處理，包括包囊材料等，完善囊心物的方法后，需要及時(shí)對(duì)已有的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行比較分析。考慮到材料屬性的要求，封閉處理之后，可以將其迅速凝固成微膠囊。在處理過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的化學(xué)反應(yīng)，熔融態(tài)的包囊材料形成后，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)成型。高分子包囊材料和囊心物是從同心圓管中噴出的，形成了同心的雙液后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的演變之后，液柱會(huì)受到內(nèi)聚力和表面張力的影響產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象，甚至?xí)纬晌⒌位蛘吣z囊。高分子包囊材料和囊心物是從不同的管道噴出的，液體相融合后形成同心雙液柱，在自然力的影響下演變?yōu)槲⒛z囊。此外將芳香或者熱致色的囊心物和高分子材料相混合，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌之后，將其制作成微膠囊的乳液，形成固態(tài)的微膠囊后，和油墨進(jìn)行結(jié)合，最終制備成印刷油墨。

2.3.3相分離法

根據(jù)連續(xù)集中高分子包囊材料性質(zhì)的變化，加入非溶劑或者不良溶劑，能對(duì)材料起到一定的分離作用。相對(duì)分離法涉及到水相分離法和有機(jī)分離法。不同的分離形式應(yīng)用范圍不一致，在設(shè)計(jì)階段將其融入到囊心物中，加入適當(dāng)?shù)姆请娊赓|(zhì)，或者強(qiáng)親水性電解質(zhì)，能將水和凝聚劑結(jié)合在一起，在不同程度上降低材料的整體指標(biāo)系數(shù)。由于凝聚出的液體比較多，在分散融合階段，可以加入高分子包囊材料及其他試劑。同樣，有機(jī)相對(duì)分離法包括單凝聚和復(fù)凝聚的方法，分離結(jié)束后可以對(duì)其進(jìn)行凝聚析出。

3結(jié)束語(yǔ)

微膠囊化作為當(dāng)前臨床研究中用于改善物質(zhì)性能的新技術(shù)，能為人們提供很多類型的產(chǎn)品，為了滿足人們的各種需求，在應(yīng)用階段需要不斷提升人們的生活質(zhì)量，使其具備應(yīng)用前景。當(dāng)前國(guó)內(nèi)微膠囊技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣，其他發(fā)達(dá)國(guó)家尤其是美國(guó)和日本的微膠囊技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，因此我國(guó)需要強(qiáng)化人力、物力和財(cái)力方面的投入，做好微膠囊技術(shù)的研究工作，盡量縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志強(qiáng),任彥榮，張美華，蔣丹宇.微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2014,06(12):19-23+31.

[2]楊小蘭,袁婭,譚玉榮,夏春燕,李富華,明建.納米微膠囊技術(shù)在功能食品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2013,21(01):359-368.

[3]蔡濤,王丹,宋志祥,佘萬(wàn)能.微膠囊的制備技術(shù)及其國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2010,02(15):20-26.

中圖分類號(hào):TB484.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)10-0029-02