一种凹土‑壳聚糖微胶囊及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种凹土‑壳聚糖微胶囊及其应用，涉及纳米材料技术领域。该凹土‑壳聚糖微胶囊包括囊芯和囊壁，囊壁包覆于囊芯上，囊芯为凹土，囊壁为壳聚糖。微胶囊的结构可以能够充分发挥凹土的多功效性能，可以作为织物整理剂提升织物织物的抗紫外线性能、力学性能、透气性能和褶皱性能，还可以有效吸附废水中的铜离子和汞离子。因此，凹土‑壳聚糖微胶囊在制备防紫外织物整理剂、以及废水处理中可以得到应用。

A micro capsule of attapulgite chitosan and its application

The invention discloses a attapulgite chitosan microcapsule and its application, and relates to the technical field of nano materials. The attapulgite chitosan microcapsule comprises a capsule core and a capsule wall, the cyst wall is coated on the capsule core, the capsule core is attapulgite, wall of chitosan. The microcapsule structure can be able to give full play to more effective performance of attapulgite clay can be used as fabric finishing agent to enhance fabric anti UV properties, mechanical properties, air permeability and drape performance, can also be effective adsorption of copper ions and mercury ions in wastewater. Therefore, the attapulgite chitosan microcapsules in the preparation of anti UV fabric finishing agent, and can be applied in wastewater treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种凹土-壳聚糖微胶囊及其应用
本专利技术涉及纳米材料
，且特别涉及一种凹土-壳聚糖微胶囊及其应用。
技术介绍
凹凸棒粘土又名坡缕石(palygorskite)，是一种层链状过渡结构的、以含水富镁硅酸盐为主的粘土矿。凹土具有“千用之土、万土之王”之美誉。经研究凹土具有灭菌、除臭、去毒、杀虫性的功能。从化工的角度看，凹土具有表面活性中心，除吸附外，还有催化作用。我国对凹凸棒的研究起步较晚，与发达国家相比还有相当大的差距，其对凹土的功效利用并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种凹土-壳聚糖微胶囊，其形成以芯材为凹土，壁材为壳聚糖的微胶囊，能够充分发挥凹土的功效。本专利技术的另一目的在于提供凹土-壳聚糖微胶囊的应用，旨在充分利用凹土的多功效性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种凹土-壳聚糖微胶囊，其包括囊芯和囊壁，囊壁包覆于囊芯上，囊芯为凹土，囊壁为壳聚糖。本专利技术还提出凹土-壳聚糖微胶囊在制备织物整理剂中的应用。本专利技术还提出凹土-壳聚糖微胶囊在制备防紫外织物整理剂中的应用。本专利技术还提出凹土-壳聚糖微胶囊在废水处理中的应用。本专利技术实施例提供一种凹土-壳聚糖微胶囊的有益效果是：该凹土-壳聚糖微胶囊包括囊芯和囊壁，其中囊芯材料为凹土，囊壁材料为壳聚糖。其微胶囊的结构可以能够充分发挥凹土的多功效性能，可以作为织物整理剂提升织物织物的抗紫外线性能、力学性能、透气性能和褶皱性能，还可以有效吸附废水中的铜离子和汞离子。因此，凹土-壳聚糖微胶囊在制备防紫外织物整理剂、以及废水处理中可以得到应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例6得到产品在细度仪下观察的结果图；图2为本专利技术实施例6得到产品扫描电镜图；图3为本专利技术实施例6得到产品扫描电镜图；图4为凹土-壳聚糖微胶囊处理后的涤纶纤维的扫描电镜图；图5为凹土-壳聚糖微胶囊处理后的涤纶织物的扫描电镜图；图6为凹土-壳聚糖微胶囊处理后的棉织物的扫描电镜图；图7为凹土-壳聚糖微胶囊处理后的棉织物的扫描电镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的凹土-壳聚糖微胶囊及其应用进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种凹土-壳聚糖微胶囊，其包括囊芯和囊壁，囊壁包覆于囊芯上，囊芯为凹土，囊壁为壳聚糖。其制备过程为：将壳聚糖、分散剂与凹土形成的混合溶液进行聚合反应，然后再进行超声处理。需要说明的是，壳聚糖、分散剂与凹土形成的混合溶液进行聚合反应过程中，首先是壳聚糖和凹土进行水解，然后壳聚糖与凹土分子基团上的氨基和羧基进行缩聚形成酰胺键，在聚合过程中壳聚糖和凹土形成胶囊结构，其中凹土为芯材，壳聚糖为壁材。这样的胶囊结构能够延缓被包覆物质凹土的释放过程，使得多功效的凹土分子基团同时具有良好的贮存稳定性。具体地，凹土是一种多功效的天然高分子物质，其具体结构为：凹土具有“千用之土、万土之王”之美誉。经研究凹土具有灭菌、除臭、去毒、杀虫性的功能。从化工的角度看，凹土具有表面活性中心，除吸附外，还有催化作用。壳聚糖有很好的吸附性、成纤性、成膜性、通透性、吸湿性和保湿性，且无毒、无害、具有优良的生物相容性，易于生物降解，不污染环境等特点，这为壳聚糖作为微胶囊的囊壁提供了理论支撑。进一步地，囊芯与囊壁的质量比为0.1-2:1，即凹土与壳聚糖的质量比为0.1-2:1。另外，分散剂与凹土的质量比为1:1。将凹土、壳聚糖和分散剂按照优选地比例进行投料，有利于最终得到的包覆完成性能稳定的微胶囊结构。而聚合过程中，分散剂的用量多少或过多都不利于保证分散的均匀性。在优选地原料配比下，囊芯的粒径为0.3-35μm。具体地，分散剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠或水玻璃中的任意一种。优选地，分散剂为六偏磷酸钠，经过试验分析得出：应用六偏磷酸钠作为聚合过程的分散剂可以显著提升凹土和壳聚糖分散的均匀性。六偏磷酸钠分散剂能降低分散体系中固体或液体粒子聚集的物质，在制备乳油和可湿性粉剂时加入分散剂和悬浮剂易于形成分散液和悬浮液，并且保持分散体系的相对稳定的功能。具体地，聚合过程的温度为20-60℃，聚合时间为0.5-1h。聚合温度过高会导致由于聚合速率过快而使微胶囊结构中凹土和壳聚糖的分布不均，而聚合温度过低则由于缩率过慢延长生产周期，不利于产品的工业化应用。同样，聚合时间的限定是为了保证形成结构分布均匀而且凹土性能稳定的胶囊结构。具体地，超声处理过程的时间为5-60min，超声过程可以采用一般实验室采用频率的超声波振荡器，使微胶囊溶液中的凹土充分在水中分散。需要说明的是，凹土的浓度、壳聚糖的浓度以及超声时间的均对最终形成的微胶囊的粒径有一定的影响。随着凹土浓度、壳聚糖的浓度的增加，最终形成的颗粒的粒径也在变大，这是由于凹土或壳聚糖的浓度越大，则颗粒的数量也变多，壳聚糖和凹土分子之间发生碰撞的几率变大，颗粒之间因为碰撞而团聚，从而导致微胶囊颗粒的粒径变大。超声处理时间越长，最终形成的微胶囊的颗粒也越大，这是由于微胶囊分子间不断碰撞与超声波的强烈震动使得微胶囊分子、壳聚糖分子、凹土分子团聚，从而导致微胶囊的粒径变大。因此，反应过程中原料的用料和超声处理时间均要控制在一定范围内。优选地，囊芯为经过热活化和酸活化的活化凹土。具体地，热活化过程包括：将天然凹土在300-500℃的温度条件下加热6-8h，并进行干燥得到热活化凹土。将天然凹土经过300-500℃的热处理后可以有效脱除凹土中的水分并增大凹土分子的有效比表面积，在高温处理的过程中凹土分子中的吸附中心被有效活化，吸附效果显著提升。需要说明的是，在热处理过程中的处理温度过高会破坏凹土分子的分子结构，并可能导致变性，处理温度过低显然不能起到很好的活化效果。具体地，酸活化过程包括将热活化凹土与草酸溶液混合，在30-50℃的温度条件下进行一次搅拌3-5h，并进行一次离心分离，然后将一次离心分离过程所得的沉淀物洗涤至中性得到活化凹土前驱体。进一步地，酸活化过程还包括将活化凹土前驱体与质量分数为5％的硫酸混合，在20-40℃的温度条件下进行二次搅拌2-3h，并进行二次离心分离，然后将二次离心分离得到的沉淀物洗涤至中性。需要说明的是，将经过热处理活化过程的凹土再进行二次酸处理，分别采用草酸和5％的硫酸进行配合酸处理，能够去除凹土表面的杂质，并提升凹土的纯度。而两次酸处理过程中的温度设定不宜过高或过低，由于酸处理过程中的热效应的发生，必须控制酸处理过程的温度。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供一种凹土-壳聚糖微胶囊，其制备方法包括：将壳聚糖、三聚磷酸钠与凹土混合均匀，其中凹土、三聚磷酸钠和壳聚糖的质量比为0.1:0.1:1，在20℃的温度条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凹土‑壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述凹土‑壳聚糖微胶囊包括囊芯和囊壁，所述囊壁包覆于所述囊芯上，所述囊芯为凹土，所述囊壁为壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述凹土-壳聚糖微胶囊包括囊芯和囊壁，所述囊壁包覆于所述囊芯上，所述囊芯为凹土，所述囊壁为壳聚糖。2.根据权利要求1所述的凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述囊芯与所述囊壁的质量比为0.1-2:1。3.根据权利要求1所述的凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述囊芯的粒径为0.3-35μm。4.根据权利要求1所述的凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述囊芯为经过热活化和酸活化的活化凹土。5.根据权利要求4所述的凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述热活化过程包括：将天然凹土在300-500℃的温度条件下加热6-8h，并进行干燥得到热活化凹土。6.根据权利要求5所述的凹土-壳聚糖微胶囊，其特征在于，所述酸活...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳，高小亮，毛雷，
申请(专利权)人：盐城工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32