中空微胶囊及其制法和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种中空微胶囊及其制法和应用，所述中空微胶囊是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。本发明专利技术的中空微胶囊形貌均一，粒径分布窄，机械强度高不易破裂，同时壁材采用生物质薄膜，容易降解，环保无污染。

【技术实现步骤摘要】
中空微胶囊及其制法和应用
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种中空微胶囊及其制法和应用。
技术介绍
微胶囊主要有囊壳和囊芯组成。囊壳通常由薄膜材料组成，一般比较坚固，而囊芯可以是固体颗粒也可以是液体，微胶囊的直径一般为5～200μm，囊壁厚度一般为0.2微米到几微米之间。微胶囊可呈球型、谷粒型、肾型、条形等各种形状，囊壁可以是单层结构，也可以是多层结构，而囊芯可以是一种或多种形状。微胶囊具有方便运输的优点，当微胶囊芯材为液体时，由囊材将其包裹而形成微胶囊固体形式，这对储存、运输产生了极大的便利，微胶囊的技术主要可以应用于印刷、制药、化妆、食品、纺织，以及农业等领域。目前，制备微胶囊主要包括复合凝聚法、乳化法、层层自组装技术、溶剂挥发法、喷雾干燥法，其中层层组装技术具有可控膜厚、渗透性等优点。在20世纪90年代，有研究提出了基于聚合物阴阳离子静电作用的层层自组装技术。随后逐渐将层层组装技术技术发展到以胶体粒子为模板组装成具有核-壳结构的粒子，通过溶解或熔融等方法去除模板，从而制备中空微胶囊。
技术实现思路
现有技术中，制备出的中空微胶囊存在形貌和粒径不均、机械强度不高易破裂以及不环保的问题。为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种中空微胶囊及其制法和应用。本专利技术的中空微胶囊形貌均一，粒径分布窄，机械强度高不易破裂，同时壁材采用生物质薄膜，容易降解，环保无污染。具体而言，本专利技术提供了如下技术方案：一种中空微胶囊，其是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔径为3-5nm。优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.3-1cm3/g。优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.5-0.9cm3/g。上述中空微胶囊的制备方法，该方法包括下述步骤：1)将表面带有正电荷的介孔二氧化硅溶于水中，得到模板液；2)将羧甲基纤维素加入步骤1)的模板液中，得到组装羧甲基纤维素层的模板液；3)将表面带有正电荷的壳聚糖加入步骤2)的模板液中，得到于羧甲基纤维素层上组装壳聚糖层的模板液；4)以步骤3)的模板液，重复交替进行步骤2)和步骤3)进行层层自组装，直至达到目标微胶囊层数，得到微胶囊液；5)将步骤4)的微胶囊液烘干后加入氢氟酸或氢氧化钠水溶液中振荡，，干燥得到所述中空微胶囊。优选的是，上述制备方法中，步骤1)中，所述表面带有正电荷的介孔二氧化硅通过将介孔二氧化硅加入到氨水中搅拌处理、干燥后得到。优选的是，上述制备方法中，步骤2)中，所述羧甲基纤维素与模板的质量比为3：5-20。优选的是，上述制备方法中，步骤3)中，所述表面带有正电荷的壳聚糖通过将0.2-0.4g壳聚糖溶于200ml浓度为0.1-0.15M的乙酸中后得到。优选的是，上述制备方法中，步骤3)中，所述表面带有正电荷的壳聚糖与模板的质量比为2：5-20。优选的是，上述制备方法中，步骤4)和步骤5)之间，还包括下述步骤：将戊二醛加入到步骤4)的微胶囊液中，在40-50℃条件下搅拌12-24h，冷却，水洗，得到戊二醛交联后的微胶囊液。上述中空微胶囊在制药、印刷和化妆品领域的应用本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的中空微胶囊，通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。本专利技术的中空微胶囊形貌均一，粒径分布窄，机械强度高不易破裂，同时壁材采用生物质薄膜，容易降解，环保无污染。附图说明图1实施例一制备的介孔二氧化硅的氮气吸附-脱附等温线。图2实施例一制备的介孔二氧化硅的孔径分布图。图3实施例一制备的中空微胶囊的粒径分布图。图4实施例一制备的中空微胶囊的应力应变曲线。图5实施例二制备的中空微胶囊的粒径分布图。图6实施例二制备的中空微胶囊的应力应变曲线。图7实施例三制备的中空微胶囊的粒径分布图。图8实施例三制备的中空微胶囊的应力应变曲线。图9实施例四制备的中空微胶囊的粒径分布图。图10实施例四制备的中空微胶囊的应力应变曲线。图11对比例一制备的中空微胶囊的粒径分布图。图12对比例一制备的中空微胶囊的应力应变曲线。具体实施方式为了解决现有技术中存在的制备出的中空微胶囊形貌和粒径不均、机械强度不高易破裂以及制备方法不环保的问题，本专利技术提供一种中空微胶囊及其制法和应用，所述中空微胶囊是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。本专利技术的一种优选实施方式中，所述介孔二氧化硅的孔径为3-5nm。本专利技术的一种优选实施方式中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.3-1cm3/g，更优选为0.5-0.9cm3/g。本专利技术的一种优选实施方式中，上述中空微胶囊的制备方法，具体步骤如下：1)介孔二氧化硅的制备：将1-6g表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶于100g无水乙醇和288g去离子水的混合液中，然后加入25％～28％的氨水16g，室温搅拌30min形成澄清透明的溶液；向溶液中加入0.8g正硅酸乙酯，剧烈搅拌4-8h后，在接下来的7h内，每个小时向溶液中滴加0.8g正硅酸乙酯，然后继续搅拌反应8h。反应结束后将所得液体6000r/min离心15min；取白色沉淀，依次用去离子水和乙醇超声洗涤、离心，得白色固体粉末；取白色固体粉末1g溶于10ml去离子水、150ml无水乙醇和0.5-2g硝酸铵的混合溶液中，60℃回流12h以抽提模板剂CTAB，离心，重复抽提操作一次，离心，依次用去离子水和乙醇洗涤，80℃真空干燥24h后用去离子水和乙醇洗涤，焙烧，即得所述介孔二氧化硅；2)表面带有正电荷的介孔二氧化硅的制备：称取0.1g步骤1)制备的介孔二氧化硅作为模板，将其溶于30ml的氨水中，搅拌15min，80℃干燥6h后，即得到表面带有正电荷的介孔二氧化硅；3)表面带有正电荷的壳聚糖的制备：称取0.2-0.4g壳聚糖，将其溶于200ml浓度为0.1-0.15M的乙酸中，搅拌30min，即得到表面带有正电荷的壳聚糖溶液；4)模板液的制备：将步骤2)制备的表面带有正电荷的介孔二氧化硅溶于20ml水中，搅拌均匀，即得到模板液；5)组装一层羧甲基纤维素的模板液的制备：称取一定量的羧甲基纤维素，将其加入步骤4)制备的模板液中，所述羧甲基纤维素与模板的质量比为3：5-20，搅拌10min，即得到组装一层羧甲基纤维素的模板液；6)组装一层羧甲基纤维素和一层壳聚糖的模板液的制备：称取一定量步骤3)制备的表面带有正电荷的壳聚糖溶液，将其加入步骤5)制备的组装一层羧甲基纤维素的模板液中，所述表面带有正电荷的壳聚糖与模板的质量比为2：5-20，搅拌20min，即得到组装一层羧甲基纤维素和一层壳聚糖的模板液；7)微胶囊液的制备：重复交替进行步骤5)和步骤6)进行层层自组装，直至交替吸附羧甲基纤维素和壳聚糖直至达到所需的微胶囊层数，即得到微胶囊液；8)戊二醛交联后的微胶囊液的制备：将戊二醛加入到步骤7)的微胶囊液中，在40-50℃条件下搅拌12-24h，冷却，水洗三次，即得到戊二醛交联后的微胶囊液。9)中空微胶囊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空微胶囊，其特征在于，所述中空微胶囊是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。

【技术特征摘要】
1.一种中空微胶囊，其特征在于，所述中空微胶囊是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。2.根据权利要求1所述中空微胶囊，其中，所述介孔二氧化硅的孔径为3-5nm。3.根据权利要求1或2所述中空微胶囊，其中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.3-1cm3/g。4.根据权利要求1-3任一项所述中空微胶囊，其中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.5-0.9cm3/g。5.权利要求1-4任一项所述的中空微胶囊的制备方法，其中，该方法包括下述步骤：1)将表面带有正电荷的介孔二氧化硅溶于水中，得到模板液；2)将羧甲基纤维素加入步骤1)的模板液中，得到组装羧甲基纤维素层的模板液；3)将表面带有正电荷的壳聚糖加入步骤2)的模板液中，得到于羧甲基纤维素层上组装壳聚糖层的模板液；4)以步骤3)的模板液，重复交替进行步骤2)和步骤3)进行层层自组装，直至达到目标微胶囊层数，得到微胶囊液；5)将步骤4)的微胶囊液烘干后加入氢氟酸或氢氧化钠水溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐智军，廖振利，肖建辉，黄宝安，方长青，程有亮，
申请(专利权)人：北京尚唐印刷包装有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11