[发明专利]一种用于染料缓释的复合聚合物微胶囊的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于亲/疏水染料缓释的复合聚合物微胶囊的制备方法，本发明以溶解了高分子聚合物的二氯甲烷作为油相，并将吸附染料的纳米二氧化硅分散在油相中，在表面活性剂和助溶剂作用下形成了稳定的水包油细乳液体系，在相转化的同时，二氯甲烷扩散到乙醇中形成了内腔包覆有纳米二氧化硅球的中空微胶囊，二氧化硅的引入不仅有利于进一步增强聚合物微胶囊的疏水染料包覆与缓释能力，而且实现了对亲水染料的包覆与缓释，大大拓宽了聚合物微胶囊染料缓释的应用范围。

(一)技术领域

本发明涉及一种用于染料缓释的复合聚合物微胶囊的制备方法。

(二)背景技术

微胶囊技术是指使用高分子成膜材料作为壁材，并将芯料固体颗粒、液体微滴或气体包裹在高分子胶囊壁材中的一种技术。微胶囊通常具有保护芯料物理化学状态、隔离外部环境的影响并控制其可持续性释放等功能。微胶囊作为一种发展迅速的新型功能材料，已经被广泛应用于功能涂料、食品工业、日化用品、航空航天、医药等领域。

微胶囊的使用源于它们在一定时间内缓慢且有效地释放芯料活性剂到外部体系的能力。制备有效的微胶囊关键在于壁材的选择，针对不同的芯料以及应用领域，选择合适的壁材尤为重要。微胶囊壁材主要有天然高分子材料、半合成高分子材料以及合成高分子材料三大类。通常壁材的选择遵循以下原则：壁材与芯料之间不会发生化学反应；胶囊外壁具有一定的机械强度；壁材可流动、溶解、乳化，并具有渗透性和稳定性等。常见膜材料高分子聚合物单体有易溶于多种有机溶剂、成膜快、成膜结构可调、机械强度高等优点，因此可用作微胶囊的壁材。相比于溶剂蒸发、喷雾干燥法制备中空微胶囊，基于相转化技术制备中空微胶囊具有耗时短，耗能少，胶囊形状规则、大小均匀等优点。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种用于亲/疏水染料缓释的复合聚合物微胶囊的制备方法，该制备方法基于高分子的水包油细乳液体系在乙醇中快速相转化成囊壁，乙醇与油相之间传质从而形成囊腔，进而制备了形貌规则大小均匀的中空微胶囊。由于纳米二氧化硅球表面含有大量羟基官能团，它的引入拓展了复合微胶囊的染料缓释应用范围，可用于多数亲水或疏水的染料缓释过程。

本发明的技术方案如下：

一种用于染料缓释的复合聚合物微胶囊的制备方法，所述方法为：

(1)将染料加到乙醇中，超声溶解，得到染料溶液，然后将疏水纳米二氧化硅微球加到所得染料溶液中，搅拌吸附(2h)，之后离心(5000rpm，5min)、洗涤(用乙醇)，烘干(60℃)，得到吸附染料的硅球；

所述乙醇的体积用量以染料的质量计为2L/g；

所述染料溶液的体积用量以疏水纳米二氧化硅微球的质量计为200mL/g；

所述染料包括亲水染料和疏水染料，所述亲水染料具体例如：亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明B，所述疏水染料具体例如：溶剂红24、溶剂黑、里落红；

所述疏水纳米二氧化硅微球的尺寸为10～50nm，可通过常规途径商购获得；

(2)将高分子聚合物加到溶剂二氯甲烷中，搅拌至溶解完全(4～8h)，得到油相，将步骤(1)所得吸附染料的硅球加到油相中，然后加入十二烷基葡萄糖苷，搅拌至分散均匀(30min)，得到油相混合液；

所述高分子聚合物与溶剂二氯甲烷、吸附染料的硅球、十二烷基葡萄糖苷的质量比为1∶10～20∶0.1～1∶0.4～0.6；

所述高分子聚合物例如：聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚氨酯弹性体(TPU)或有机玻璃(PMMA)；

(3)室温(20～30℃)、搅拌(1000rpm)条件下，将步骤(2)所得油相混合液加到溶剂去离子水中，再加入助溶剂、十二烷基苯磺酸钠，搅拌(30min～2h)，超声(30min)，得到水包油细乳液体系；