硕士学位论文-聚酰胺微胶囊的制备及其缓释性能研究.pdf

1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 分类号单位代码 一 鱼丝 密级学号二哑里里业 西社大 学 硕士学位论文 题目 作者 逃造丝 匕 指导教师 一一直宝 一 学科专业 答辩日期马 竺旦 专业技术职务副 丝返 应用化学 学位授予日期 二五年六月 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定 , 即研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学 。 学校有权保留并向国 家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版 。 本人允许论文被查阅和 借阅 。 学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索 , 可以采用影印 、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 。 同 时 , 本人保证 , 毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作 者单位为西北大学 。 保密论文待解密后适用本声明 。 学位论文作者签名指导教师签名 年月 日年月日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果 。 据我所知 , 除了文中特别加 以标注和致谢的地方外 , 本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 , 也不包含为获得西 北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料 。 与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 亏、 忌 。 学位论文作者签名 年月 日 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 摘要 本文主要介绍了微 胶囊 技 术的研究 进 展 、 主要功能 、 分散染料微 胶 囊的 制 备方法 及影响 因素 。 本文选用分散 染 料 , 一 二轻基 一 , 一二氨基葱醒浪化物 为 芯材 , 以对苯二 甲酞 氯和乙二胺为壁材 , 采用界面聚 合法 制 备聚 酞 胺 微胶囊 。 首先 , 介绍 了囊 膜的 合 成机理并 研 究了微胶囊囊芯 的 缓 释原理 。 其次 , 采用单因素实验确定了实验的工艺条件 。 工艺条 件如下 选用 一 为乳 化 剂 , 为保护胶 体 , 介质 的值为 , 反 应温 度为 左右 , 壁材配比为 , 乙二胺溶液在 内匀 速 加 入 , 反应时间 为 。 最后 , 采用单因素实验讨论了相比 、 芯壁比 、 乳化 剂用量等因 素 对微胶 囊 释 放速率的 影响并得出了 比较适宜的反应工艺 条件 。 结果 表明搅拌速度 、 乳 化时间 、 乳 化剂的用量和 芯壁比对释放速率 有正影 响 , 而 相比油 水 、 用量对释放速 率 有 负影 响 。 反应 条件如 下 芯壁比为 一 , 乳 化 剂 一 十二烷基酚聚氧乙烯醚小于 , 相比为 一 , 聚乙烯 醇用 量不超 过 , 搅拌速度 不小于 , 乳 化 时间 不小于 。 关 键词微胶 囊制备分 散 染料聚酞胺释放性能 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. ,、 , , ,一 , 一 , , , , , , 、 一 ,一, 一 , , 夕 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 目录 第一章前 言 本文 的立项背景 , 本文 的研 究内容 本文的 创新之处 ” 第二章文 献 综 述 一 引言 , , 国内外微胶 囊技术研究进展 、 微 胶囊的 类型及其功能 , 微胶囊的类型 , 微 胶 囊功能的研 究状况 微 胶囊技 术 在 染料工业生 产中的应用 提 高 染料中间体的 稳定性 提高 普 通 染 料匀染性 和 固色性 , 生产可逆热变色 染 料 、 染料微 胶 囊 的制备 方 法 前言 , , , 染 料 微胶囊的制备方 法 影响染 料微胶囊 性能的因素 , 制备 方 法的 影响 巧 悬浮参 数的 影响 反应器 设计的影 响 , 乳化 条件的影响 聚合反应 温 度 的影 响 粘 度的 影响 第 三章实验部分 , 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 实验原理 , , 微 胶 囊囊膜 的合 成原理 微胶囊的释放原 理 , 实验部分 实 验 材 料 实验 仪器 实 验 方法 测试 方 法 , 红 外谱图 样品 的制备 分散染 料 的最 大吸收 波长的确定 微 胶囊的 包 覆率的 测 定 微胶囊 外 观形态的 观察 微 胶囊 粒 径 的 测定 ,、 分散染 料 微胶 囊的 吸 光度的测 定 第四章结果 与讨 论 微胶囊化样品外观 分析 , , , 分散 染料及其微胶囊 的红 外谱图 分析 分散染 料的 吸收 光 谱分析 , 一 工艺条 件的确定 乳化 剂 的确定 , 保护胶体的 确定 反应 介质的确定 ,一 反应 温 度的 确定 壁材配比的确定 , , , 乙二胺溶 液加 入方 式的确 定 反应时间的 确定 , , 结 论 , 各因素 对 微 胶 囊 制备及释 放性 能的 影响 , 芯 壁比对微 胶囊制 备及 释放 性能的 影响 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 相比对 微 胶 囊 制 备及释 放 性 能 的影响 乳化剂的用量对微胶囊制备及释放性能 的影 响 一 保 护胶 体用 量 对微 胶囊制 备及释 放 性 能 的影 响 搅 拌 速 度对 微胶囊制 备及释 放 性能的影响 乳化时 间 对 微胶囊制 备及释 放性 能的 影 响 第五章结 论 , 一 参 考文献 , 致谢 , 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 整一 音 澎 佳全 户气了二口 厂 本 文的立项 背景 近二十 年来 , 无 论是生产还是使用染 料的 工业 都开始面临着越 来 越严峻 的国内和国际的 各 种 关于保护人类健康 、 安全 和 环境条 例 的限 制 。 纺织印染 存在着以下各种问题 , 采用微胶囊 技术可 以有效地加 以 解决 一 。 首 先 , 纺 织工业中危 害生态环境最严 重的就 是印 染生产 , 大量的 染色 废水会对 水质和 环境造成 严 重危 害 。 在人类社会日益高涨 的环境 保护意识 下 , 印染工艺绿 色 化已势在必行 。 分 散染 料微胶囊 化不仅可 以降 低成本 , 提高染 料 利用率 , 还有 利于废 水 净化 , 因为 残留的分 散 染 料 微胶 囊比染 料更 易分离 。 其次 , 某些纤维 可以成 功地用非水溶性 的 、 分散得 很细的 分散 染 料悬浮体染色 , 染色 后往 往 需再进一步处 理 , 使 染 料 固着在 织 物上 , 这一方法限制了所得花型的范围 。 将 图案印 在转 移纸上 , 当转 移纸与 织物 接触 加 热 时 , 染 料升华转移到 织物上 , 这 种 方法同样 受到限制 , 因为所用染 料必须在 织 物 熔点之下刁 能 升华 。 将染 料 制成微 胶囊可以 克服这 些困难 。 最后 , 用常 规 方法 对 织 物 进行染色 , 染料颗 粒 的凝聚 会在 染色织 物 上形成 色斑 , 很大 程 度上影响 了产品的价值 。 日本的 纺织生产 商 提 出将斑点排 成新 颖的 式样和图 案 , 即可生产出 一种 新的 、 有广阔市场 前景的 产品 。 但是 , 用一种以上的染 料来获 得这种 效果 相 当 困难 , 因 为 两种或 两 种以上的 分散 染 料拼混 时 会 相互混合 , 而且 一些物理性能 上相 互 排 斥的 染料 , 其 染 色 性 能亦往 往 不同 , 再 说市场上很 少有 这 种 混合 染 料出售 。 染料形成 微 胶 囊后与印 花浆液隔开 , 多种染料也各自 被包 覆在微胶囊中 相 互 分开 , 仅在汽 蒸处 理时 , 微胶 囊 囊 膜破裂才 释 放 出染料上 染 。 除此之外 , 微 胶囊 技 术可 以解 决 染色上令人头痛的 泳移现象 。 富 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 士软 片公司将 染料和牢度改进剂混合在一起 制成微 胶囊 , 牢度改进 剂 与染料反应使染料沉淀不溶于水 , 或者在染料与纤维之间反应 , 形成 共 价 键 。 微胶囊受热 破 裂释 放 出染 料和牢度改进 剂 , 这样就解 决了染 色上 的泳移现象 。 因此 , 微 胶囊 技术用于发 泡印花 、 转 移 印 花 、 热熔染色等 , 可达 到 常规工艺 所 达不到的特殊 效果 , 同时 有利于环境 保护 并节 水 节能 。 本 文 的 研究内容 本 论 文采用 界面聚合法制 备 微 胶 囊 , 通 过 扫 描 电子显微镜 、 生物显微 镜对微胶 囊的形态 、 粒 径 大小 , 确 定 适宜 的胶囊 化 条件通过红外 光 谱 谱图确定 生成物和芯材以 丙酮 为萃取 剂 , 对 分散染料 微胶 囊进 行 萃取 , 采用紫外分 光 光度法测 定 萃取 液 的吸 光 度 , 通 过 释 放曲线和释放速率曲 线来研究分散 染 料微 胶囊的 释放性能 及其影响因素 。 本文的创新之 处 本 文是从环保的角度出发 , 开发一种 符合清洁 生产工艺的 分散 染 料 微胶 囊 , 解 决了分 散 染 料在纺 织 行业中 的使用 难 题 。 本 论文的创新 之处在于 以 下几 点 采用 界面聚合法 制 备聚酞胺微胶囊 , 工艺 方便 、 简 单 , 反 应速度 快 , 效果好 , 不需要昂贵 复杂的设备 , 可以在 常温下进行同时与 传 统 的 方 法 相比 , 不需要加入固化剂 , 降 低了 生产 成本 。 开发了一种 环 保型分 散染 料微 胶 囊 。 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 第二章文献综述 引言 微胶囊 技 术是 一种用成 膜 材 料 把固体或液体 包 裹形成微小 粒 子 的技 术 , 得到 的微小粒子叫 做 微胶 囊 。 微 胶囊主要由囊芯核和囊 膜 组成 , 囊芯与 囊 膜为分 离的两相 , 这是微 胶 囊的 基本特征 。 囊芯物 质 芯材多为液 态物质 , 也可以是 固态或气 态物 质 。 微胶 囊粒 子 的大小 和 形状 , 根 据具体的制 备工艺不同而在 很 大范围内变动 。 通常制 备 的 微 胶囊 粒子大小可在 林 范围 , 壁 厚也在 林 不等 。 囊 芯在 微胶囊总质量中所占的比例也在范围内变 化 。 随着技术的进 步 , 目前已制 备出纳米胶囊 , 其粒子大小在 一 范 围 。 微胶 囊粒子的形状也 是多 种 多样的 , 多为球型 , 但 也 有的 是 谷粒 及 无定形颗粒等形状 。 囊芯可 以由 一种或多 种 物质组 成 。 有 单核 、 多 核 、 也有微 胶囊 簇和复合 微 胶 囊 。 囊膜 有 单层和多层 的 。 通常 液体芯材形成的微胶 囊多为球形 。 对物 质进 行微胶囊 化 , 可以改善 物质的使用性能 , 同时也可 以提 高物 质 的 使用效 率 , 从 而产生积极的效果 。 近 年来 , 微 胶 囊技术 越来 越 受 到 人 们的重 视 , 并开始深 入到人民生活 的各 个 领域 , 如医学 、 农 业 、 化妆品 、 造纸 、 食品 、 纺织等 行业 。 国内外微 胶囊 技术 研究进展 微 胶囊 技 术的研究 大约开始于世 纪年代 , 取 得重 大成果 是 在年 代 。 在年代中期得到迅 速 发 展 , 在 此时 期出现了许多 微胶 囊化 产品和 工 艺 。 目前 , 已经在几个不 同的技术领 域得 到了发展 沃斯特法卜 , 可认为是一种机 械的 过 程 美国公 司 开发的 相分离法可看作是 一种 物理化 学过程 锐 孔法 一 是将特殊 装置与固化 作用相结 合 的 过 程 界面 聚 合 法和 原位聚 合法 。 这 几种主 要 的方 法 构成了许多 新的微胶 囊 化方法 的基 础 。 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 在年 , 威斯 康星大学 的教 授改 进 药物的总包衣过程他 采用一种巧妙的机械微胶囊化 方 法 , 即利 用流 化床及一个干燥 鼓 , 将 悬浮在主气 中的 细粉包覆 , 该法现己在医药工 业上被 广 泛地 采用 。 在世纪年代初 , 美国公 司 开展了化学 记 录材料和无 色 压 敏 复写纸的研究开发工作 。 年是由美国公司的 发明了凝 聚 法微 胶 囊 化的方法 , 解决了无色染料的稳定 性 问题 , 并用于无 色 压敏 复写 纸 , 开创了微胶囊 技 术的 新 时代 。 因为 这 是首 次 将液 体 材 料进 行 微胶囊 化的方 法 。 自此 , 微胶囊 技 术的工业 化 被 拉开了序幕 , 同时也开创了高分子材 料 新 的应用领 域 。 因为 在此之 前 微 胶囊技 术一直 是 基于 “ 凝 聚 ” 的原理 。 年 代 末 到年代 初 , 人 们 开始研究把合成 高 分子的聚合方法 应 用于微胶囊制备 , 并发 表了许 多以高分子聚 合反应为 基础的用化 学 方法制备微胶囊 的专利 。 其中以界 面反应的成功最引人注目 。 在 年 , 公 司提出了采用 界面聚 合反应以聚酞 胺 、 聚 酷 、 聚脉或 聚氨 酷为 膜壳 的微胶 囊制 备 方法的专利 。 年代 , 由于利用相分离技 术 将 极性物 质包囊于高 分子材料中 , 制成了能 定 时 释 放 药物的微胶囊 , 从而推动了微胶 囊 技术的 发展 , 使 得微胶囊技术 广泛应用于包 裹 含 水 溶 液 、 颜料 、 染料 、 药物等芯材 。 美国公司 ” 最 早提出了通 过稀释和 调整值的 复 凝聚法 来 制 备 明胶微胶囊 。 到了年代微胶 囊 制备 技 术日益成熟 , 应 用范围也逐渐扩大 。 年 代以来 , 微 胶 囊 技 术的 研究取得 更大的 进 展 , 不仅发 表了许 多微 胶 囊合成 技 术新专利 , 而 且开发出粒径在 纳 米范围的纳米 胶 囊 , 。 纳米胶囊的概念 是年 代 末等人 首 先 提出来的 , 他们 研究 发现 , 纳米胶囊具 有 独特 性 质而使 它可在 许多 领域得到 新的应 用 , 如他们发现药 物纳 米胶 囊 有良好的 靶 向 性和缓释作用 。 纳米胶囊 在医药领 域主要 用于包裹药物 , 使制 成 纳米 胶 囊的药 物可 用于静 脉注 射 。 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 特别是在最近的年中 , 日本 对微胶囊 技 术的大 力开发和微 胶 囊本身的独 特 性 能 , 更使 微 胶 囊 技 术 发展迅速尤 其是随着微胶囊 技 术在生物 、 医学领 域的 推广应用 , 微胶囊技 术已被广泛 应 用于动 物细 胞的大规模培养 、 细 胞 和酶的固 定 化 、 药物的控制释 放 、 抗 癌药物的 筛选以 及蛋 白质等 物质的分 离方 面 。 目前已迅 速 扩 大到 香 料 、 农药 、 引燃剂 、 石油 产品以 及食品 调味品等 领域 。 虽然我国 的微 胶 囊技 术研究起 步 较 晚 , 但也有较深入研究和实际 应用 。 如冯薇 、 王 申等 采 用 原位聚 合 法 制 备了酞 警 绿颜料微 胶 囊 , 制备了 一种新型 的 染 料 制剂 , 改进了颜 料 粒 子的表面性能和极 性 , 增 加了表面光 泽 及 易分散性 , 提高颜料的耐光 、 耐 气候牢度 , 使 颜料 具有防 尘性还有王潮霞等【选用 一环糊精为壁材制 备了香精微胶 囊并对其 在 纺织上的应 用 作了介绍 。 微 胶囊的类型 及其 功能 微胶 囊的类型 按照壁材与芯材 性能 的不 同 , 可 以将微胶 囊按 用 途主 要 可分 为下 列几种 类 型 缓释 型微胶囊 该 微 胶囊的壁 相 当于 一个 半 透 膜 , 在压力 差 或浓度差存在 的条 件 下 , 可使芯材物 缓 慢穿过囊膜以延长芯材物质的作用时间 。 根据壁材 来 源不 同 , 可分为天然高分子缓释材料 , 如 明胶 、 经甲基 纤 维素 及合 成高 分子缓释材 料 。 对于合 成高 分子缓释材 料 , 按 其生物 降解性 能的 不同 , 又可分 为生物降 解 型和 非生物 降解型两大 类 。 压敏型微胶囊 此种 微胶囊包裹了 一 些待 反 应 的芯材 物 质 , 当压力 作用于微胶 囊 超 过一 定极限 后 , 胶 囊 壁破裂而流出 芯材物质 , 由于环境的 变化 , 芯 材 物质 产生化学 反应而显色 。 热 敏型微胶囊 由于温度升 高使壁材软 化 或 破 裂而释放出 芯材物质 , 芯材 物质由 于温度 的改变而 发生分 子 重 排 或几何 异构产 生颜色变化 。 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 光 敏 型微胶囊 当微胶 囊的壁材 破 裂后 , 由于照射光 的波 长不 同 , 芯材中的光敏 物质选择吸收特定波长 的 光 , 发 生 感光而产生 相应反应或 变 化 。 热 膨 胀型微胶 囊 微胶 囊 的壁 , 材为 热塑性的高气密性 物 质 , 而芯材为易挥发 的低沸 点溶 剂 , 当温 度升高到高于溶 剂 的 沸点时 , 溶 剂 气 化而使 胶 囊 膨胀 , 冷却 后胶 囊能够维持 膨胀 后的状 态 。 总之 , 从 广 义上来 讲 , 任何一种包裹了一定 物 质的类 似小型容器 的物质形态都可称 之为 微胶 囊 。 所以除上述五种 类型 外 , 对于微 乳浊 液 、 脂 质 体 及 表面 活性剂胶 束也可称之为微胶囊 。 微胶囊功 能的研 究状况 广义 地说 , 微 胶囊具有 改 善和提高物质外 观及其性 质的能力 。 更 确切地 讲 , 微胶囊能够储 存微细 状态的物质 , 并在需 要时 释放该物 质 。 微胶 囊亦可 转变 物质 的颜色 、 形状 、 质 量 、 体 积 、 溶 解 性可改变反 应 性 、 耐久性 、 压敏性 、 热 敏 性以及光敏性亦可减 少 有 毒物 质对环 境造 成 的 不利影响使药物具有靶向功 能屏蔽气味等 。 这 些功能使 得微胶囊化成为 许多工业 领域 中的一种有 效 的 商品化 方 法 。 通常 微 胶 囊中包含的 物质 在控 制 条件下释 放 到周围环境中 , 但有时芯材料 被 包 覆后直接以粉末状形式应 用 。 因此 , 微胶囊的功能的主要有以 下几 点 改善物质 的物理性 质 液态 转变成 固态 当液 态物质微 胶 囊化后 , 可得 到细粉 状产物 , 称之为拟 固体 。 虽 然在 使用 上它具有固体 特征 , 但其内部 仍 然是液 体 , 因而 可 良好 地 保 持液相的反应 性 , 微 胶囊化可以使液态物质变得 “ 易于使用 ”, 并可 在特定 的 条件下使 微 胶囊破 裂 , 从而导致被包 裹的液态芯材 料发生化 学变 化 。 在纺织 业上 , 起绒印 花 是 近年来 发展的一种 印 花工艺 , 以气源为 发 泡 基础 , 将 低 沸点有 机乳剂 微胶囊 化 , 通过气 体 快 速 膨胀 , 可制得 具有立体感 的浮雕 花纹或图案 。 香料 、 芳香油 用蜜胺甲醛预聚物或可 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 降解 的聚合物微胶 囊化后 , 制成 固体 颗 粒 , 通 过印染 技 术加工处 理在 棉花纤维中 , 可制备具有香味的纤 维衣料 。 将 某 些活性物质用海 藻 酸 盐和壳聚糖微胶囊 化后 , 制成 固 体 颗 粒 , 不仅易 处 理在衣料中 , 还防 止洗涤时 失 活 或渗出 , 可用来制 备具有 护 肤 功 能的 衣物 。 良好 的分 离状 态 微胶囊的细分特性 有 利于它 的 各 种 应用 。 在涂层工艺中 , 微胶囊 的优点之一是在 等量浓度下 , 其 粘度 较低 。 在 涂 层工艺 中微胶 囊的另 一优点是它 能 以粉末状态使用 。 所 用 的 微胶 囊的囊芯内仅含有一种活 性成 分 , 其 他的 活性成 分 则 被置 于胶壳之 外 。 非 常 细 的粉末可以降 低 絮集问题 , 当微胶 囊与乳液 相结合后 , 其外观 粘 度比等量固 体 浓度的 乳液 的表 观粘度大 大降 低 。 控 制释放 在可以控 制 的 条 件下 , 微胶 囊所含的 芯材可即刻释 放出来 , 亦可 经 过一段时间逐渐 地释 放 出来 。 如 果要使所 有的囊芯 物质立 刻释放 , 可以采用机 械 方法如加压 、 揉破 、 毁 形 、 摩 擦 , 以及在加热下燃 烧或 熔 化等 方法 , 或者采用 化学 方法如酶的作用 、 溶 剂及 水 的 溶 解 、 萃取 等方 法 。 在芯材 中 渗入膨胀剂 , 或 应 用放电或 磁力的电 磁方法 、 微 波法 、 超声波法等物理场的方法 , 也可使芯材料立刻 释放 。 微 胶 囊芯材的 逐渐 释放 , 在医药 、 农药 、 纺 织和化 肥 行 业里是 很 重 要的 。 当 一种水 溶 性 的芯材用一种非 水溶 性 的囊 膜包裹成微胶 囊 后 , 微胶 囊 中的芯材料向外 部水 相释 放时 , 会 受 到 渗透 和溶 解速率 的 控制 。 在此种 情况下 , 可通过选择合适的微胶 囊壁材料 , 也可通 过调 节囊 膜的厚度 、 硬度和囊膜 的 层 次 结 构以及胶 囊的尺寸 来影响芯材 的 释 放速 率 。 大 多 数微胶 囊的壳膜 仅 有 几 微 米 厚 , 因此 囊 膜的 功 能就如 同一个半透膜 。 此外 , 由于微胶 囊的尺寸 非 常小 , 故每单位 重量 的微 胶 囊具有非常大的表面积 。 对于大多 数 药物 微胶 囊 来说 , 其 有 效 成分 是 利 用 半渗透 性 壳膜 释 放的 , 因此 控 制释放通常是通过 控 制 渗透 的方 法 来实现的 。 在纺织业 上 , 利 用微胶 囊的控 制释放 , 可以将多 种含不 同染料的微胶囊混合后进行印染 , 得到精关的多彩图案 。 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 提 供稳 定性 , 保护芯材 料 免 受环境影响 抗 氧 化 性 一些动物饲料添 加剂如 维生素棕搁酸酷经 过 微 胶 囊化后 , 可 以 提 高其 抗 温度和环境 氧化的能力 , 提 高其 稳定性 。 另外 , 高蛋白质 脂 肪 饲 料微胶 囊化后可降 低 储 存过程中的氧 化 , 延缓向水环 境 的 释放速 度 。 这种 微 胶囊化 饲料可用于大规 模 养鱼 , 通 过微 胶囊 化 保护后 的 饲 料可大大 提 高鱼的喂养效 率和 生 长速度 。 还 有颜料经微胶 囊化后不 仅 可 提 高 颜料的抗紫外 线 能力 , 还 可提高 颜 料 的遮盖 能 力 , 从而减小涂 料 涂 膜的 褪色 性 。 值的 影响 该类的目的主要 应用是控 制无色染料免受值的影响 , 避免由 于值的变化而产生的无 色染 料 颜 色 变化 , 从 而可使无色染料用 于 无碳 复写 纸 。 降 低挥发性 易挥发的物 质经微 胶囊 化 后 , 能够 抑制挥发 , 提 高其储存稳定性 。 一种用于胶粘剂 的 含甲苯微胶囊 , 其稳定性试验结果 表明 , 在室温下 被包 囊 的甲苯几乎不释 放 。 用 于特殊目的的不相容 物 质的 分离 由于微胶囊 化后 隔离了 各 成分故能阻止两种活性成分 之间的化 学反应 。 两种 能 发生 反应的活性 成分 若其中之一被微胶 囊化 , 再 与另 一种成 分相 混合时 , 直 到在要求它们 发生 反应之前 , 它们是不发生反 应的 。 但是 , 当微 胶 囊 被 损 坏时 , 会使 两种活性成分相互接触 , 于是 反应即 可发生 。 微胶囊技术在染 料工业生产中 的应用 提高染料中间体的 稳 定 性 采用微胶 囊 技术可 以提高 染料 中间体的稳定性 , 例如 非 常重要的 染 料 中间体 , 一二氨基葱醒 。 最 近 人 们 还发 现 , 具 有 纤 维 结构的 , 一二氨基 葱 酿 的超细颗 粒显 示出高度 水溶 性且在合 成纤 维上的 稳 定 性比大的针状 结晶好 。 然而由于超 细颗 粒 在空气中具有 活性和不 稳 定 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 贮 存性 。 因此也提出了使用 聚乙烯毗 咯烷酮作 囊壁材 料 , 将 高活性的 , 一二氨基葱醒微胶囊化 , 以提高其 稳定性 。 提 高普通 染 料匀染 性和固色 性 将普通染 料微胶 囊 化后 , 可以提 高 匀染 性和固 色性 。 微胶 囊 染 料 是指芯材为染 料的 微胶囊 , 壁材可 以 是各 种 天然和 合 成高分子物 。 染 料微 胶囊 颗粒 直径一般 在 林 之间 , 有单芯型 、 多芯型和复合 型 三种 。 单芯型的内芯只含一类染料多芯 型的内芯含不同类型 的染 料 , 并包 在一个 囊 体 内 , 而 且又包含着许多小囊 体复合型是指多层 外膜 的 复合微胶 囊 。 染料类型 包 括分散 染料 、 酸 性 染料 、 阳离子染 料 、 还原 染 料和反应 性 染 料 等 。 其中 , 分散染料由于具有 水不溶 性 , 所以容易被 微 胶 囊 化 。 虽然 其 他类型染 料由于具有非常大 的水溶性而 难以微 胶褒化 , 但 经 过改性后仍可微 胶 囊 化 。 微 胶 囊染 料 有多 种应 用 , 在一些 应用中能获 得 常法 不能 得 到 的 效 果 。 这是因为 微 胶 囊的囊 壳具 有阻隔作用 , 各 色 染料 不会在 印浆 中混 色 , 印在织物上仍为原来 的 各 色 , 与 织 物 并不发生染着关 系 。 一直到 后工序高 温汽 蒸或焙烘 时 , 方能使囊 壳中的染 料 在高温条件下释放出 来 , 进行着色 或 固 色 。 如日本的染整工作者设 法在织物上使 染料的聚 集作用 产生的 色斑排 列 成新颖的花样和图案 。 不 同染 料具有不同 的染 色 性能 , 因此要得 到 这样排列的 色斑很困难 , 而染 料的微胶 囊 化则能 有 效 地 满 足 这 种 性 能 的要求 。 染 料形 成微 胶 囊 后与印花浆 中的 其 它 成 份 分隔 开来 , 而多 种不同颜 色 的染 料各 自被包覆在微胶 囊中也相互分 开 , 避免了相互作用 , 只有在汽蒸 时 , 微胶 囊 壁破 裂 才释 放出染料上 染 。 生产可逆热变色染料 对于染 料 来 说 , 微胶 囊 化最 重 要的用途是生 产可逆 热 变 色染料 , 这是 一类非常特殊的染 料 。 目前己商品化的可逆热变 色染料是一种多 组 分的复配 物 , 其热 变色范围 为 一 , 这 种 有 机 热 变 色色素 复 配 物以 下简称复配物具有可任 意选 择变色温度和颜 色 , 可 以进行 有色 二 无色 、 有色有色的可逆变化 , 色彩鲜艳 , 变色灵敏 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 度 较 高 , 二次 加工容易 , 安全性好 , 价 格 低等优点 。 有 机热变 色色 素复配物的组成 这种复配物的主要组分有提供 热变色 色基 的给电 子体 化合物 、 引 起热变 色的受电子 体化合物 、 调节温度变 化的溶剂和其他添加剂 。 其 中 , 前三种组分起 决定 性作用 。 这三种组分 的主 要成分分 别为第 一种组分主 要是荧烷 类化合物以及 三芳甲烷类化合物第二种组分 主 要 是 酚式轻基 化合物及 其盐 , 芳香 族梭 酸化合物 及 其盐 , 它 们 通常 具有弱酸 性 , 如 双 酚 、 烷基 苯酚 等 。 第 三 种组 分 是极性有机 溶 剂 。 在复配 物 中 , 溶剂除了起溶解作用以外 , 主要起控制 变色温度的作用 。 对溶 剂一般要 求 具 有高沸点 , 在室温 时是固态 。 一般来 说 , 当温 度在 溶 剂熔 点以上时 , 复配物无 色 。 常用的溶 剂包括高级 脂肪族一元醇 , 含 芳香 环结构的脂肪族 等 。 除了这三种组分以外 , 为了应用的需要可 以适当 加 入适宜种 类 、 适 宜 用量的 添 加 剂 。 这些 添加剂主要是抗 氧 化 剂 、 防老剂 、 紫外线吸收剂等 。 热变色机理 复 配 物中的给电子体成 色 色 基均具有 内酞 胺环 或内酷环 。 由于其 中心碳原 子 闭 环 , 为杂 化 , 切断了分子中的共 扼 体系 , 因此 是 无 色体 。 而在形 成 上述复 配 物以后 , 低温 时在有机 极性溶剂环境 中 , 供 电子体成色色 基在受 电子体作用 下结 构 发生变化 , 使供电子体成 色色 基 的封闭坏打开 , 形成 离子化 共辘 体系从 而 发色 。 在 将 复 配 物加热到 一定温度 , 授 、 受 电子体 在 溶 剂 作用下分离 , 重新形成 非离子 化分子 , 呈无色 , 这种颜色变化是可逆 的 。 微胶囊化 供电 子型 成 色有机化 合物如结晶紫 内醋 , 能 与 弱酸性酚式轻 基化 合 物等受电 子体与 溶 剂 产生 可逆 颜色变 化 。 当其与强酸 接触 后虽然 也 能 发生颜 色 变 化 , 但不再具有可逆 热变 色 性 质 。 另 外 , 由于是 由三种 组 分 组成的复配 物 , 不能保证复 配 物以一个整体进行应用 。 因此 , 具 有 可逆热变 色 性的复 配 物 在 应用 时受 到 较 大限制 。 为此 , 需 要将这 种 可逆热变 色 复配物制 成微 胶 囊 , 以防止复配物 与强 酸性 物 质 等影响 变 1994-2009 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 色 效 果 的物质直接 接触 。 染料微 胶囊 的制备 方 法 前 言 微胶囊 技术发 源于美国 , 但日本却 是第一个 将 此 技术 用于分散染 料的 国家 。 将微 胶 囊 化工艺应用在纺织方 面 , 日本是八十 年 代 中 期 首 次尝 试的国 家 , 在 欧 美 , 此领域 的 各 种 专 利也 不断地增 加 , 而我 国在 这 方面尚 处于 开发 起始 阶段 , 而且 尚未形成 规模 。 早在年代初 , 日本化 学公司发现分散染 料可 以 微 胶囊化 。 该公 司将反应性染料以水为 溶 剂进 行胶 囊 化 , 制 得 型微 胶 囊染 料 。 当胶 囊 中 的 染料 向纤 维转移 并固着后 , 呈现 出微细的雪花颗 粒 状 颜 色 。 德国 对印花