微胶囊合成工艺研究综述

微胶囊合成工艺研究综述
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王少飞
(天津工业大学环境与化学工程学院，天津市300160)
腧要】微胶囊技术是一项应用十分广阔的工艺技术。

它可以改善被包裹物质的物理眭质镢色、外观、表现密度、溶解眭)；提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，改善被包裹物质的反应活性、耐久，|生(延长挥嬲浊物质的贮存时闭)、压教浊、热鞠巨和光蔫颤炷；减少有毒物质对环境造成的不利影响；屏蔽气味；降低物质毒建；根据需要持续释放物质进入外界环境等。

滂搀彗阋】微胶囊；合成；工艺；应用
微胶囊是指一种具有天然或人工高分子聚合物壁壳的微型容器或包装物。

直径—般在1—1000u m。

锶胶囊技术是一项应用十分广阔的工艺技术，它可以改善被包裹物质的物理性质(颜色、外观、表观密度、溶解性)；提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，改善被包裹物质的反应活性、耐久性(延长挥发性物质的贮存时间)、压敏性、热敏性和光敏性；减少有毒物质对环境造成的不利影响；屏蔽气味；降低物质毒性；根据需要持续释放物质进入外界环境等。

上述功能使得微胶囊化成为许多工业领域中的一种有效的商品化方法。

微胶囊技术的研究开始于二十世纪30年代，取得重大成果是在二十世纪50年代。

50年代末到60年代，人们开始研究把合成高分子的聚合方法应用于微胶囊的制备，70年代微胶囊制备技术的工艺日益成熟，应用范围也逐渐扩大。

80年代以来，微胶囊技术研究取得更大的进展，开发了粒径在纳米范围的纳米胶囊。

≯嫩囊按用途主要可以分为：缓释型微胶囊、压敏型微胶囊、热敏型微胶囊、光敏型微胶囊、膨胀型微肢囊。

微胶囊技术已经在感光材料、纺织、食品、医药、农药、粘合剂、化妆品、洗涤剂、饲料、涂料、油墨等行业得到了广泛的应用。

微胶囊技术的研究已成为一个重要的研究领域，国际上将其列为21世纪重点研究开发的高新技术，微胶囊技术作为商品化加工新方法在欧美已_十分普遍，在国内也引起^们的高度重视。

1合成方法
微胶囊制备方法从原理上大致可分为化学方法、物理化学方法和物理方法三类。

1．1化学方法
常见的化学方法有：
1．”界面聚合法
界面聚合是将两种发生聚合反应的单体分别溶于两种不相混容的溶剂中，当一种溶液被分散在另一种溶液中时，两种溶液中的单体在相界面发生聚合反应而成囊。

界面聚合法是～种口q新型的微胶囊化方法。

利用界面聚合法可以使疏水材料的溶液或分散液微胶囊化，也可以使亲水材料的水溶液或分散液微胶囊化。

界面聚合反应的技术特点是：两种反应单体分别存在于乳液中不相混容的分离相和连续相中，并在界面上发生聚合反应。

这种制备微胶囊的工艺简单，反应速度快，t Sc．果好，不需要昂贵复杂的设备，可在常温进行。

1．12原位聚合法
原位聚合法是单体或单体和催化剂一起提供低聚物或初期缩聚物，通过一定条件在囊芯物的表面上进行缩聚反应来制备胶囊的一种方法。

这种方法中单体反应前是可溶的，而聚合反应后，不容物迅速析出。

根据引发聚合反应的条件不同，原位聚合法又可分为化学聚合、聚合、光致聚合三种。

化学聚合是在反应介质中加入_种促进单体聚合反应的催化剂，使其在芯材表面迅速聚合，最终形成高聚物壳析出：热聚合是通i．t]m热的法使其单体在芯材表面发生聚合反应形成高聚物壳析出：光致聚合是在茺辩才丰目外加入光敏引发剂，通过光辐射使光敏剂在芯材表面迅速聚合形成囊壳析出。

原位聚合法中乳化剂与pH的影响比较大，应予以注意。

缴^适宜的乳化剂使乳液稳定，粒径变小且分布均匀。

少量酸可以催化反应，过量会使产物凝聚。

1．13锐孔法
界面聚合和原位聚合法均是以单体为原料，并经聚合反应形成囊壁。

而锐孔法则是因聚合物的固化导致微胶囊囊壁的形成，即先将线性聚合物溶解形成溶液，当其固化时，聚合物迅速沉淀析出形成囊壁。

因为大多数固化反应即聚合物的沉淀作用，是在瞬间进行并完成的，故有必要使含有芯材的聚合物溶液在加到固化剂中之前，预先成型，锐孔法可满足这种要求，这也是该法的由来。

12物理化学法
常见的物理化学方法有：
121水相分离法
即由胶体间电荷的中和以及亲水胶粒周围水相溶剂层的消失而成囊的方法。

水相分离法又可分为：单凝聚法和复凝聚法。

1)单凝聚法是相分离法中较为常见的一种，分三步：在高分子囊材溶液中将药物溶解或分散成混悬液或乳状液：阿氏温度、调节pH或加入胶水剂、非溶剂等凝聚剂，以刚氏高分子材科的溶液度，使高分子材料从溶液中析出，形成新的凝聚液球或凝聚相中的高分子沉积在囊芯物上，并铺展成膊F城微囊：固化：以明胶为例，将药物分散在明胶溶液中，然后加入凝聚剂，由于明胶分子水合膜的水分子与凝聚剂结合，使日朋交的溶解度刚氏，分子间形成氢键，最后从溶液中析出而凝聚形成凝聚囊。

2)复凝聚法是使用两种带相反电荷的高分子材料，互相交联形成复合囊材，溶解度降低，可将囊芯物包囊在内，析出。

122油相分离法
此法在香精香料微胶囊化中得到广泛应用，且成功地实现了商业化。

其原理是向作为囊壁材料的聚合物有机溶剂溶液中，加入—种对该聚合物为非溶媒的液体，引发相分离形成微胶囊。

包囊1L-'N，芯材应以颗粒状态分散在聚合物溶液中，且在聚合物、溶剂、非溶剂中不溶解。

而溶剂和非溶剂之间应该相互混溶。

可以通过下面的三种方法实现油相分离：温度变化法、加入非溶剂法、加入能引起相分离的聚合物法。

123干燥浴法(复相乳化法)
该法的基本原理是将芯材分散到壁材的溶剂中，形成的混合物以锶滴状态分散到介质中，随后，除去连续的介质而实现胶囊化。

124熔化分散冷凝法
即当壁材(蜡状物质)受热时，将芯材分散在液态蜡中，并形成微粒(滴)。

当体系冷却时，蜡状物质就围绕着芯材形成囊壁，从而产生了微胶囊。

13物理法
常见的物理方法有：
131喷雾干燥法
将芯材分散于囊壁材料的稀溶液中，形成悬浮液或乳浊液。

用泵将此分散液送到含有喷雾干燥的雾化器中，分散液则被雾化成小液滴，
液滴中所含溶剂迅速蒸发而使壁材析出成囊。

132空气悬浮法(下转第231页)
229
试题，绍成适合所学水平的卷子，用户只需要指定考试范围、题型分布和试题难度分布等参数，系统就能自动生成满足条件的试卷。

教师也可以进行阶段性的组合考卷，进行考核学生，教师也能及时了解学生的考核情况。

考试系统后台的算法也很重要，组卷要寻求最优化的组卷算法。

遗传算法是组卷的一种有效工具，一种通用的、高效的随机搜索与优化方法，网络考试系统将遗传算法应用于组卷策略，产生了李}合条件的试题集，并且具有其他组卷算法没有的高效性和快速忧
33考核i乎价系统
学生在考核过程中，要进行记录，限制做题时间，学生每次的考核教师都可以通过系统了解。

而且每次统一考核时，教师可以通过评价系统查看到成绩的分数段分布情况。

评分与统计方面，包括阅卷与评分、成绩统计与报表输出等功能。

而目评分漠块分为对客观题进行评分和对主观题进行评分2种方式。

前者由计算机对所选考试的试题进行自动评分；后者由教师自主选择主观题，调出学生的答卷记录进行批阅。

3-4在线交流系统
通过在线交流系统教师和学生能够更好的进行交流，学生有问题可以及时在线进行提问，教师也能够及时的给予解答，并且还可以分享更多有用的资源，提升教师和学生的知识面。

4智能网络考试系统几个关键性技术的实现
43网络畅通问题
网络是考试系统的基础，网络的畅通相当关键，高校需要建设校内网，让学生能够随时可以进行自我考核。

还有在统一考试过程中要保证网络的畅通，这样才能保证考试顺利进行。

42数据库建设
数据库是考试系统的核心和基础，只有架构好一个全面的数据结
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构，才能保证系统正常的运行。

—个试题库系统存储试题和显示试题的信息，必须使用黼，数裾库包括管理员信息表、学生信息表、课程
信息表、考试试题表、学生成绩表等等。

43随初智能组卷
为了能够做到不同的考生尽可能做不相同的试题，更加公正、真实地测试出考生掌握实际知识的水平，～是要有足够大的题库，题库越大，被抽到重复题目的概率越小：二是利用随机函数来抽取试题。

“考核时间自动控制
考试过程中，限定考试时间是一个不可缺少的因素，所以在本系统中设有闰h柙寸提示，一旦设定的考试时间到，系统会自动提交试卷。

5总结
通过网络可以实现学生随时自主的考核，当然，只有实现智能化，
才可以使系统更合理更有效的发挥作用，系统提供的智能组卷和机器阅卷功能，可以简化日常繁琐的工作，大大减轻教师阅卷的工作量，对于每次考试结果，教师可以通过系统提供的统计与分析功能，从而提高教学的效率。

[参考文献】
f l】张建国．陈志国，沈琳．基于网络的智能考试系统研究与设计田．郑州轻工
业学院学报．2008
12】王琏．智能组卷算法研究比较田科学信息，2008．
(上接第229页)
即应用流化床的强气流将芯材微粒(滴)悬浮于空气中，通过喷嘴将调成适当粘度的壁材溶液喷涂于微粒(滴)表面。

提高气流温度使壁材溶液中的溶剂挥发，则壁材析出而成囊。

133真空蒸发沉积法
该法是以固体颗粒作为芯材，壁材的蒸气凝结于芯材的表面而实现胶囊化。

1,3．4静电结合法
即先将芯材与壁材各制成带相反电荷的气溶胶微粒，而后使它们相遇通过静电吸引凝结威囊。

12．5溶剂蒸发法
即将芯材、壁材依次分散于有机相中，然后加到与壁材不相溶的溶液中，加热使溶剂蒸发，壁材析出而成囊。

136挤压法
这是一种在低温条件下生产微胶囊的技术，原理是将混悬在一种液化的碳水化合物介质中的芯材与壁材混合物经过模孔，用压力将其挤进壁材的凝固浴，壁材析出并硬化成囊o
2前景与展望
微胶囊技术有许多特点，这些特点使微胶囊技术在纺织、医药、食品、日用化工等领域得到广泛应用。

微胶囊技术发展迅速，近期我国研究人员通过层层组装技术制备
了中空聚电解质微胶囊，将分子马达组装在聚合物胶囊表面，实现了能
量物质A T P(三磷酸腺苷)的合成。

微胶囊成为A TP载体。

这种生物
兼容性的放生体系研究有助于开发与构建新型的纳米生物机器。

随着微胶囊技术的发展，出现了一种静电喷雾法制备胶囊的技术，
这种方法制备的微胶囊的粒径均匀且为纳米级，这一显著特点使其受到广泛关注。

纳米微胶囊，它是纳米技术中纳米加工学和纳米材料学的综合。

由于纳米胶囊的独特性质，它的应用领域更加广泛。

目前影响微胶囊技术发展的主要因素是壁材的开发，随着新材料、新技术、新设备的
不断出现，微胶囊技术必将在人们生活扮演更重要的角色。

作者简介：王少飞，1987年生，男，天津人，研究方向为新型催
化剂的设计制备与应用。

[参考文献]
m张永波．高来宝，曹虹霞苈：香整理用聚氯骺微皎囊的研制U J舫织学报
爿)()3．
231。