一种形貌可控微胶囊的制备方法、驱动方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种形貌可控微胶囊的制备方法、驱动方法及应用，所述形貌可控微胶囊的制备方法包括：将多异氰酸酯溶解至油相体系得到多异氰酸酯溶液，将聚乙二醇溶解于水相体系得到聚乙二醇溶液，其中，所述油相体系包括小分子挥发性有机溶剂和/或对苯二甲酸二辛酯；将所述多异氰酸酯溶液和所述聚乙二醇溶液混合，并在油浴条件下加热至62

【技术实现步骤摘要】
一种形貌可控微胶囊的制备方法、驱动方法及应用


[0001]本专利技术涉及功能高分子
，具体而言，涉及一种形貌可控微胶囊的制备方法、驱动方法及应用。

技术介绍

[0002]胶囊是指一种物质或混合物被另一种物质包封，胶囊能够隔绝不相容的物质、保护被包封物不受外界环境影响、保持不同材料的性质特点并将其组合以及实现被包封物的存储和释放。近年来，随着科技的发展，很多领域对小型及纳微尺寸结构件的追求越来越多。因此，关于微胶囊的研究越来越广泛，微胶囊在药物释放、智能载体及微反应器等领域拥有很好的应用前景。
[0003]在一些应用领域中，对具有特殊表面形貌的微胶囊具有一定的需求。现有技术中，微胶囊大多是采用界面聚合法制备，即将芯材和壳材的某种前驱体乳化，分散在不同的相中，然后在芯材表面通过聚合反应制备微胶囊。而现有技术中对微胶囊表面形貌的控制，通常是通过控制原位聚合中芯材和壳材前驱体的比例来形成不同壳厚或表面多孔的微胶囊。但不同壳厚和表面多孔微胶囊在作为载体方面优势并不明显。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是现有技术中微胶囊作为载体的优势不明显。
[0005]为解决上述问题中的至少一个方面，本专利技术提供一种形貌可控微胶囊的制备方法，包括以下步骤，
[0006]步骤S1、将多异氰酸酯溶解至油相体系得到多异氰酸酯溶液，将聚乙二醇溶解于水相体系得到聚乙二醇溶液，其中，所述油相体系包括小分子挥发性有机溶剂和/或对苯二甲酸二辛酯；
[0007]步骤S2、将所述多异氰酸酯溶液和所述聚乙二醇溶液混合并制成混合乳液，将所述混合乳液在油浴条件下加热至62
‑
68℃，保温20
‑
40min，发生聚合反应，得到聚合物溶液；
[0008]步骤S3、将扩链剂加入所述聚合物溶液中，升温至70
‑
90℃并保持3
‑
5h，得到微胶囊溶液；
[0009]步骤S4、将所述微胶囊溶液使用去离子水清洗，并离心收集，得到微胶囊。
[0010]优选地，所述小分子挥发性有机溶剂包括甲苯。
[0011]优选地，所述多异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯。
[0012]优选地，所述水相体系包括质量分数为1
‑
5％的聚乙烯醇水溶液。
[0013]优选地，所述多异氰酸酯与所述聚乙二醇的摩尔比为5:1
‑
7:1，所述聚乙二醇与所述扩链剂的摩尔比为1:4
‑
1:6。
[0014]优选地，所述油相体系中所述小分子挥发性有机溶剂的比例为60％
‑
100％。
[0015]本专利技术通过在油相体系中添加小分子挥发性有机溶剂，由于小分子挥发性有机溶剂能够穿过微胶囊的壳层并挥发，导致微胶囊芯部的包裹物减少，从而影响微胶囊的形貌
和大小，因此可以通过改变小分子挥发性有机溶剂在油相体系中的比例来改变微胶囊的表面形貌和尺寸大小，并制备出表面光滑或表面褶皱形貌的微胶囊，简化了微胶囊形貌和大小的调控工艺。另外，表面褶皱的微胶囊既具有内载能力也具有外载能力，而不同大小的微胶囊适用于更多的应用场景，从而拓宽了微胶囊作为载体的应用范围。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种微胶囊的驱动方法，用于驱动上述的制备方法制得的微胶囊，包括由温度刺激的形状记忆驱动方法和由溶剂刺激的溶胀驱动方法。
[0017]优选地，所述由温度刺激的形状记忆驱动方法，包括以下步骤：
[0018]将所述微胶囊置于聚乙烯醇水溶液中，在所述微胶囊表面制得聚乙烯醇薄膜，然后加热至聚乙烯醇转变温度，拉伸所述聚乙烯醇薄膜使所述微胶囊发生形变，保持外力的条件下冷却至室温，将变形后的聚乙烯醇薄膜溶于水中，经水洗涤后得到形变后的微胶囊；
[0019]将得到的形变后的微胶囊加热至回复温度，使所述微胶囊回复为初始形状。
[0020]优选地，所述由溶剂刺激的溶胀驱动方法，包括以下步骤：
[0021]将乙醇、乙酸或甲苯溶剂作用于所述微胶囊，所述微胶囊的体积变大，壳层变厚，且溶胀至一定程度后破裂，所述微胶囊芯部油相溢出，然后所述微胶囊皱缩。
[0022]本专利技术制得的微胶囊能够对多种刺激行为做出响应，包括对温度刺激的形状记忆响应和对溶剂刺激的溶胀响应，其中对温度刺激的形状记忆响应可以使微胶囊通过狭窄通道后不可倒流，实现靶向输送和定位，而对溶剂刺激的溶胀响应，可以在微胶囊到达指定位置后，实施溶剂刺激，使微胶囊溶胀破裂，实现承载物的精准释放。
[0023]本专利技术的再一目的在于提供一种形貌可控微胶囊的应用，上述微胶囊的制备方法制得的微胶囊在智能检测和智能载体方面的应用。
[0024]本专利技术通过将上述微胶囊应用于智能检测和智能载体方面，由于微胶囊的形貌可控，并对多种刺激具有响应，应用范围较广，能够实现承载物的精准运输和释放。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中微胶囊制备方法的工艺流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例中表面光滑形态微胶囊的扫描电子显微镜图；
[0027]图3为本专利技术实施例中表面褶皱形态微胶囊的透射电子显微镜图；
[0028]图4为本专利技术实施例中微胶囊对溶剂的溶胀响应过程示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例中的特征可以相互组合。术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。以上术语涵盖术语“由
……
组成”和“基本上由
……
组成”。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
[0031]界面聚合法是一种比较常用的微胶囊制备方法，其是将芯材和壳材的前驱体乳化，分散在不同的相中，然后在芯材表面通过聚合反应制备微胶囊。一般情况下，使用界面聚合法制备得到的微胶囊为表面光滑的球形结构，而在一些应用中对具有特殊表面形貌的
微胶囊具有一定需求，微胶囊表面折叠或者具有褶皱形貌，使微胶囊不仅可以内载，也可进行外载，拓展了微胶囊的应用范围。
[0032]本专利技术实施例提供一种形貌可控微胶囊的制备方法，如图1所示，包括以下制备步骤：
[0033]步骤S1、将多异氰酸酯溶解至油相体系得到多异氰酸酯溶液，将聚乙二醇溶解于水相体系得到聚乙二醇溶液，其中，油相体系包括小分子挥发性有机溶剂和/或对苯二甲酸二辛酯；
[0034]步骤S2、将多异氰酸酯溶液和聚乙二醇溶液混合并制成混合乳液，将所述混合乳液在油浴条件下加热至62
‑
68℃，保温20
‑
40min，发生聚合反应，得到聚合物溶液；
[0035]步骤S3、将扩链剂加入所述聚合物溶液中，升温至70
‑
90℃并保持3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形貌可控微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤S1、将多异氰酸酯溶解至油相体系得到多异氰酸酯溶液，将聚乙二醇溶解于水相体系得到聚乙二醇溶液，其中，所述油相体系包括小分子挥发性有机溶剂和/或对苯二甲酸二辛酯；步骤S2、将所述多异氰酸酯溶液和所述聚乙二醇溶液混合并制成混合乳液，将所述混合乳液在油浴条件下加热至62
‑
68℃，保温20
‑
40min，发生聚合反应，得到聚合物溶液；步骤S3、将扩链剂加入所述聚合物溶液中，升温至70
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90℃并保持3
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5h，得到微胶囊溶液；步骤S4、将所述微胶囊溶液使用去离子水清洗，并离心收集，得到微胶囊。2.根据权利要求1所述的形貌可控微胶囊的制备方法，其特征在于，所述小分子挥发性有机溶剂包括甲苯。3.根据权利要求1所述的形貌可控微胶囊的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯。4.根据权利要求1所述的形貌可控微胶囊的制备方法，其特征在于，所述水相体系包括质量分数为1
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5％的聚乙烯醇水溶液。5.根据权利要求1所述的形貌可控微胶囊的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯与所述聚乙二醇的摩尔比为5:1
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7:1，所述聚乙二醇与所述扩链剂的摩尔比为1:4
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【专利技术属性】
技术研发人员：张风华，王璐，冷劲松，刘彦菊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：