温敏性纳米胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种温敏性纳米胶囊及其制备方法，制备的温敏性纳米胶囊包括芯材和壁材。制备方法包括：首先分别制备水相和油相，混合后高速剪切形成微乳液，经超声或高压均质作用形成纳米乳液；再向乳液中通入氮气，然后在40‑80℃的条件下反应3h～4h，整个过程保持在氮气环境中进行，即制得包埋率为90％～94％、纳米胶囊粒径PDI为0.09～0.17且粒径<150nm的温敏性纳米胶囊。本发明专利技术形成纳米胶囊壁材的单体是常用的生物材料，具有良好的生物相容性；形成的纳米胶囊壁材具有温敏性，可通过温度的变化使内部的芯材得到控制缓释，在日化品、纺织品及医药领域有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属纳米胶囊及其制备
，涉及温敏性纳米胶囊及其制备方法。
技术介绍
一般微胶囊粒径在1～1000μm之间，随着微胶囊技术的不断进步和纳米技术的不断发展，制备的微胶囊粒径能够<1μm，在1～1000nm之间，这种粒径在纳米范围的微胶囊称为纳米胶囊。与传统的微胶囊相比，纳米胶囊的优越性在于：(1)便于材料进一步表面修饰、提高包埋率、改变分布状态和靶向性；(2)纳米微胶囊成品稳定性好，便于加工应用和储藏运输；(3)纳米胶囊生物相容性好，毒副作用小；(4)可制成缓释颗粒，延长药物疗效；(5)能够防止食品的其他组分的破坏。纳米胶囊技术已被国际上列为21世纪重点研究开发的高新技术，纳米胶囊已经被应用于食品调味品、农业及生物技术、生物医药、以及化妆品和纺织品等领域。有关纳米胶囊的制备的报道很多，如Polymerization mechanism of poly(ethylene glycol dimethacrylate)fragrance nanocapsules中采用细乳液聚合法包覆香精但其不具备温敏性；Preparation and characteristics of nanocapsules containing essential oil for textile application中采用乳液聚合法制备香精纳米胶囊但其包埋率仅为85.4％；Synthesis of fragrance/silica nanocapsules through a sol-gel process in miniemulsions and their application as aromatic finishing agents中采用溶胶凝胶法制备纳米胶囊但其反应体系具有一定的毒性；Novel biocompatible nanocapsules for slow release of fragrances on the human skin中采用纳米沉淀发制备香精胶囊但其释放不具有温敏性。因此关于制备出具有良好的生物相容性壁材，高包埋率且具有控制释放纳米胶囊还未见报道。本专利技术采用绿色环保体系，制备方法简单温和，得到的纳米胶囊无毒，包埋率较高且具有温敏性，可对芯材进行控制缓释，在医药、日化、纺织品等领域有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供温敏性纳米胶囊及其制备方法，所使用的反应单体是两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体，该两种单体具有良好的生物相容性，交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯中的一种及以上，该交联剂无毒绿色环保，并含有两个双键，能在聚合形成高分子长链的同时与前两种单体发生交联，形成高密度三维网状高聚物从而包埋芯材。该专利技术中合成的纳米胶囊壁材使用的高聚物无毒环保。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括：温敏性纳米胶囊的制备方法，采用两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体进行自由基聚合形成壁材，制得温敏性纳米胶囊；制备步骤为：(1)配制乳化剂水溶液：将乳化剂和去离子水混合，得到水相；(2)将芯材、两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和共稳定剂混合，搅拌均匀，得到油相；(3)将水相加入到油相中，剪切形成微乳液，再或高压均质形成纳米乳液；(4)向所述纳米乳液通入氮气，40-80℃反应，得到温敏性纳米胶囊；其中N-烷基丙烯酰胺单体的结构通式为：R1为R2为或—H；m1＝2,3,4…；m2＝1,2,3,4…；其中交联剂的结构通式为：R1为R2为或—H；R3为或—H；R4为或—H；n1＝2,3,4…；n2＝1,2,3,4…；n3＝2,3,4…；n4＝1,2,3,4…；n5＝2,3,4…；n6＝1,2,3,4…；n7＝2,3,4…；n8＝1,2,3,4…。作为优选的技术方案：如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠、阿拉伯树胶或聚乙烯醇(水解度为80～90％)。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述芯材为紫外吸收剂、香精香料、相变材料和医药中的至少一种；所述紫外吸收剂为奥克立林或二苯酮－3或水杨酸辛酯或巴松1789或甲氧基肉桂酸异辛酯；所述香精香料为薄荷素油或玫瑰香精或柠檬香精或薰衣草香精或绿茶香精或水清莲花香精或花香香精；所述相变材料为石蜡或正十四烷或正十五烷或正十六烷或正十七烷或正十八烷或正十九烷或正二十烷或正二十一烷或正二十二烷或正二十三烷或正二十四烷；所述医药为维生素油或抗肿瘤药物。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述单体为N,N-二乙基丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺或N-异丙基丙烯酰胺或N-乙基丙烯酰胺或N-叔丁基丙烯酰胺或N-正丙基丙烯酰胺或N-甲基,N-乙基丙烯酰胺。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯中的至少一种。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；所述共稳定剂为十六烷或十六醇或十八烷基硫醇。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述水相和油相中，按重量份数计，各组分为：如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述剪切的剪切速率为6000～10000rpm，剪切时间为3～6min；所述超声的振幅为50％，超声时间为10～30min。如上所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，所述通入氮气是指在形成纳米乳液之后持续通入氮气保护至反应结束；所述反应的时间为3h～4h。采用如上所述的制备方法制得的温敏性纳米胶囊，所述温敏性纳米胶囊为将芯材包埋在高聚物壁层中，所述高聚物壁层为由油相中的单体在水油界面发生自由基聚合而形成高聚物壁层；所述具有温敏性纳米胶囊的包埋率为90％～94％，形成的纳米胶囊粒径PDI为0.09～0.17且粒径<150nm。本专利技术以两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体自由基聚合形成新型纳米胶囊的壁材，以紫外吸收剂、香精香料、相变材料和医药中的一种以上材料作为芯材，利用细乳液聚合法制备纳米胶囊。其中，水相是水溶性乳化剂的水溶液，油相是芯材、两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和共稳定剂的混合物。水相和油相混合后经高速剪切形成微乳液又经过超声作用形成纳米乳液。随后，在一定温度及N2环境下，引发剂引发油相中的单体发生自由基聚合形成高聚物壁层，将芯材包埋其中。所应用的细乳液聚合原理如下：细乳液聚合定义如下：以亚微米液滴(50-500nm)构成稳定的乳液分散体系称为细乳液，相应的液滴成核的聚合方式称为细乳液聚合。在细乳液体系中，由于乳化剂和共稳定剂的共同作用，单体形成稳定的、分散均匀的亚微米液滴，与传统乳液的大单体液滴相比，其表面积大大增加，使得大部分乳化剂都吸附到这些液滴表面，致使水相中没有足够的游离乳化剂形成胶束或稳定均相成核，此时液滴成为成核的主要场所。其既保留了传统乳液聚合的大部分优点又具有独特的特点，拓展了乳液聚合的应用范围。本专利技术使用的单体如N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺，由于其本身的结构特点，在作为反应单体的同时，能发生交联作用，其结构分别如下所示：有益效果(1)本专利技术以两种不同的N-烷基丙烯酰胺为单体，该单体具有良好的生本文档来自技高网...

【技术保护点】
温敏性纳米胶囊的制备方法，其特征是：采用两种不同的N‑烷基丙烯酰胺单体进行自由基聚合形成壁材，制得温敏性纳米胶囊；制备步骤为：(1)配制乳化剂水溶液：将乳化剂和去离子水混合，得到水相；(2)将芯材、两种不同的N‑烷基丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和共稳定剂混合，搅拌均匀，得到油相；(3)将水相加入到油相中，剪切形成微乳液，再超声形成纳米乳液；(4)向所述纳米乳液通入氮气，40‑80℃反应，得到温敏性纳米胶囊；其中N‑烷基丙烯酰胺单体的结构通式为：R1为R2为或—H；m1＝2,3,4…；m2＝1,2,3,4…；其中交联剂的结构通式为：R1为R2为或—H；R3为或—H；R4为或—H；n1＝2,3,4…；n2＝1,2,3,4…；n3＝2,3,4…；n4＝1,2,3,4…；n5＝2,3,4…；n6＝1,2,3,4…；n7＝2,3,4…；n8＝1,2,3,4…。

【技术特征摘要】
1.温敏性纳米胶囊的制备方法，其特征是：采用两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体进行自由基聚合形成壁材，制得温敏性纳米胶囊；制备步骤为：(1)配制乳化剂水溶液：将乳化剂和去离子水混合，得到水相；(2)将芯材、两种不同的N-烷基丙烯酰胺单体、交联剂、引发剂和共稳定剂混合，搅拌均匀，得到油相；(3)将水相加入到油相中，剪切形成微乳液，再超声形成纳米乳液；(4)向所述纳米乳液通入氮气，40-80℃反应，得到温敏性纳米胶囊；其中N-烷基丙烯酰胺单体的结构通式为：R1为R2为或—H；m1＝2,3,4…；m2＝1,2,3,4…；其中交联剂的结构通式为：R1为R2为或—H；R3为或—H；R4为或—H；n1＝2,3,4…；n2＝1,2,3,4…；n3＝2,3,4…；n4＝1,2,3,4…；n5＝2,3,4…；n6＝1,2,3,4…；n7＝2,3,4…；n8＝1,2,3,4…。2.根据权利要求1所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠、阿拉伯树胶或水解度为80～90％的聚乙烯醇。3.根据权利要求1所述的温敏性纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述芯材为紫外吸收剂、香精香料、相变材料和医药中的至少一种；所述紫外吸收剂为奥克立林或二苯酮－3或水杨酸辛酯或巴松1789或甲氧基肉桂酸异辛酯；所述香精香料为薄荷素油或玫瑰香精或柠檬香精或薰衣草香精或绿茶香精或水清莲花香精或花香香精；所述相变材料为石蜡或正十四烷或正十五烷或正十六烷或正十七烷或正十八烷或正十九烷或正二十烷或正二十一烷或正二十二烷或正二十三烷或正二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁希华，赵迪，王丽英，
申请(专利权)人：安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34