复合材料、复合凝聚微胶囊及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及材料加工领域，特别是涉及一种复合材料、复合凝聚微胶囊及其制备方法与应用。本发明专利技术通过在亲水胶体上接枝含有不饱和双键的基团，并将基团的链长控制在合理范围内，在不影响亲水胶体基本性能的同时，使其本身具备可交联的特性，无需外加交联剂，即可通过交联反应制备复合材料，有效拓展了亲水胶体及其制备的复合材料的应用范围；例如，可将其运用于复合凝聚微胶囊囊壁壁材的制备中，避免了甲醛、戊二醛等有生物毒性的醛类交联剂或者谷氨酰胺转氨酶等活性范围过窄的交联剂的使用，使得由本发明专利技术的复合材料制备的微胶囊能够在食品、药品等要求较高的领域得以应用，并简化了生产工艺，控制了生产成本。控制了生产成本。控制了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
复合材料、复合凝聚微胶囊及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及材料加工领域，特别是涉及一种复合材料、复合凝聚微胶囊及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]微胶囊在食品、药品、化妆品、工程材料等各个领域有着广泛的应用，通过复合凝聚法，可以稳定、高效地制备微胶囊，其原理是利用两种或两种以上水溶性高分子在溶液pH值改变时生成的相反电荷，通过静电作用引起凝聚而形成聚合物。
[0003]由于微胶囊具有一些条件较为苛刻的应用场景，如高温、酸性环境等，因此通常对微胶囊的稳定性有一定要求。传统的复合凝聚法制备微胶囊时，所用的亲水胶体原料本身不具备可交联的性质，因此常常通过外加交联剂使微胶囊固化交联，从而提升其稳定性，具备耐高温、耐酸等优异性质，然而，目前被大规模采用的交联剂为甲醛、戊二醛等醛类交联剂，这类交联剂虽然可以高效地固化微胶囊，但由于醛类交联剂具有生物毒性，大大限制了微胶囊在食品、药品等领域的应用；近年来，也发展了一些较为温和、无生物毒性的交联剂如谷氨酰胺转氨酶(TG酶)等，来实现对微胶囊的固化交联，然而，谷氨酰胺转氨酶的反应活性温度在40℃～45℃，反应活性pH在6～7之间，显然，较窄的活性范围会大大限制备工艺，提升工业化生产的成本。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种自身可交联的复合材料，其可以用于制备复合凝聚微胶囊，以解决传统技术中制备复合凝聚微胶囊时需外加有毒害、或活性范围过窄的交联剂的问题。
[0005]本专利技术的一个方面，提供了一种复合材料，其由原料组分经交联反应制备；所述原料组分包括带正电荷或双电荷的亲水胶体A和带负电荷的亲水胶体B，且不含交联剂；所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B接枝有如式I所示的基团，其中，X为氮原子或氧原子，R为氢原子、碳原子数为1～12的取代或未取代的烷基、或碳原子数为6～12的取代或未取代的芳基；
[0006][0007]本专利技术通过在亲水胶体上接枝含有不饱和双键的基团，在不影响其基本性能的同时，使亲水胶体本身具备可交联的特性，无需外加交联剂，即可通过交联反应制备复合材料，有效拓展了亲水胶体及其制备的复合材料的应用范围，例如，可将其运用于复合凝聚微胶囊囊壁壁材的制备中，避免了甲醛、戊二醛等有生物毒性的醛类交联剂或者谷氨酰胺转氨酶等活性范围过窄的交联剂的使用，使得由本专利技术的复合材料制备的微胶囊能够在食
品、药品等要求较高的领域得以应用，并简化了生产工艺，控制了生产成本。
[0008]在其中一个实施例中，所述式I所示的基团在所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B上的接枝率为10％～80％。
[0009]在其中一个实施例中，接枝有如式I所示的基团的亲水胶体A由明胶、胶原和大豆蛋白中的至少一种经改性得到，接枝有如式I所示的基团的亲水胶体B由阿拉伯胶、卡拉胶、果胶、海藻酸钠、透明质酸和纤维素中的至少一种经改性得到。
[0010]在其中一个实施例中，所述亲水胶体A与所述亲水胶体B的质量比为1:(0.1～4)。
[0011]本专利技术的另一方面，提供了一种复合凝聚微胶囊，所述复合凝聚微胶囊的囊壁壁材包括前述的复合材料。
[0012]在其中一个实施例中，所述复合凝聚微胶囊的粒径为0.5μm～100μm。
[0013]在其中一个实施例中，还包括油性芯材，所述囊壁壁材与所述油性芯材的质量比为1：(0.0005～1)。
[0014]本专利技术的另一方面，还提供了一种前述复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0015]将带正电荷或双电荷的亲水胶体A以及带负电荷的亲水胶体B进行交联反应，得到所述复合材料。
[0016]在其中一个实施例中，所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B经接枝反应接枝有如式I所示的基团，并在反应结束后分离提纯得到；
[0017]所述接枝反应是将未接枝有式I所示基团的亲水胶体的溶液与式II所示的酸酐进行反应；
[0018][0019]本专利技术的又一方面，还提供了一种前述复合凝聚微胶囊的制备方法，其包括以下步骤：
[0020]将油性芯材、带正电荷或双电荷的亲水胶体A、以及带负电荷的亲水胶体B制备成乳化液，搅拌条件下调节pH值至4.0～6.5，析出微胶囊前体，然后加入引发剂，升温至60℃～90℃，使所述微胶囊前体固化，分离提纯。
[0021]在其中一个实施例中，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的至少一种，所述引发剂的用量为接枝有如式I所示的基团的亲水胶体总质量的0.01％～10％。
[0022]在其中一个实施例中，所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B经接枝反应接枝有如式I所示的基团，并在反应结束后分离提纯得到；
[0023]所述接枝反应是将未接枝有式I所示基团的亲水胶体的溶液与式II所示的酸酐进行反应；
[0024][0025]在其中一个实施例中，参与所述接枝反应的未接枝有式I所示基团的亲水胶体质
量与所述酸酐的体积之比为(8～12)g：(1～10)mL。
[0026]在其中一个实施例中，所述接枝反应的反应温度为10℃～60℃，溶液pH值为5.0～10.0。
[0027]在其中一个实施例中，还包括以下步骤：
[0028]将分离提纯得到的湿微胶囊进行喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为110℃～130℃，出风温度为70℃～90℃。
[0029]本专利技术还提供了一种食品，其包含前述的复合凝聚微胶囊。
附图说明
[0030]图1为实施例4制备的湿微胶囊的光学显微镜照片；
[0031]图2为实施例5制备的湿微胶囊的光学显微镜照片；
[0032]图3为实施例6制备的湿微胶囊的光学显微镜照片；
[0033]图4为实施例4(右)和对比例1(左)制备的湿微胶囊的照片；
[0034]图5为对比例2制备的湿微胶囊的光学显微镜照片；
[0035]图6为对比例3制备的湿微胶囊的光学显微镜照片；
[0036]图7为实施例4的热重分析图。
具体实施方式
[0037]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，由原料组分经交联反应制备；所述原料组分包括带正电荷或双电荷的亲水胶体A和带负电荷的亲水胶体B，且不含交联剂；所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B接枝有如式I所示的基团，其中，X为氮原子或氧原子，R为氢原子、碳原子数为1～12的取代或未取代的烷基、或碳原子数为6～12的取代或未取代的芳基；2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述式I所示的基团在所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B上的接枝率为10％～80％。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，接枝有如式I所示的基团的亲水胶体A由明胶、胶原和大豆蛋白中的至少一种经改性得到，接枝有如式I所示的基团的亲水胶体B由阿拉伯胶、卡拉胶、果胶、海藻酸钠、透明质酸和纤维素中的至少一种经改性得到。4.根据权利要求1～3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述亲水胶体A与所述亲水胶体B的质量比为1:(0.1～4)。5.一种复合凝聚微胶囊，其特征在于，所述复合凝聚微胶囊的囊壁壁材包括权利要求1～4任一项所述的复合材料。6.根据权利要求5所述的复合凝聚微胶囊，其特征在于，所述复合凝聚微胶囊的粒径为0.5μm～100μm。7.根据权利要求5所述的复合凝聚微胶囊，其特征在于，还包括油性芯材，所述囊壁壁材与所述油性芯材的质量比为1：(0.0005～1)。8.根据权利要求1～4任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将带正电荷或双电荷的亲水胶体A以及带负电荷的亲水胶体B进行交联反应，得到所述复合材料。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述亲水胶体A和/或所述亲水胶体B经接枝反应接枝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭东波，罗兆炜，骆声秀，李凯伦，莫森翔，
申请(专利权)人：东莞波顿香料有限公司，
类型：发明
国别省市：