原位凝聚法制備聚電解質(zhì)微膠囊及其性能研究.pdf

1、微膠囊技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、食品、紡織、粘合劑及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)微膠囊提出了越來(lái)越高的要求?；趯訉幼越M裝的聚電解質(zhì)中空微膠囊以其結(jié)構(gòu)的易調(diào)控性、尺寸與壁厚的均一性等特性而得到了飛速發(fā)展，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)方面都取得了豐碩的成果。通過(guò)改變微膠囊的結(jié)構(gòu)或引入功能性組份，還可獲得具有各種功能的層層組裝聚電解質(zhì)微膠囊。但層層組裝法制備微膠囊也存在著過(guò)程較長(zhǎng)、耗時(shí)較多的問題。本文著眼于在保持自組裝微膠囊優(yōu)點(diǎn)的

2、前提下開發(fā)簡(jiǎn)便快捷制備聚電解質(zhì)微膠囊的方法，并通過(guò)引入功能性聚電解質(zhì)或改進(jìn)制備過(guò)程的方法賦予其新的功能。 首先，針對(duì)層層組裝制備微膠囊低效耗時(shí)的缺點(diǎn)，采用聚電解質(zhì)凝聚法制備了聚電解質(zhì)復(fù)合物微膠囊。用聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)摻雜的碳酸鈣微粒(CaCO<,3>(PSS))為模板，在其表面僅組裝一層聚烯丙基胺鹽酸鹽(PAH)后，用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)使碳酸鈣溶解即可直接得到聚電解質(zhì)復(fù)合物微膠囊。根據(jù)紫外、掃描力顯微鏡、拉曼光譜

3、、ζ-電位的測(cè)試結(jié)果提出了形成這種微膠囊的機(jī)理。微膠囊內(nèi)沒有PSS殘留，形成的囊壁為無(wú)規(guī)的聚電解質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)。與層層組裝微膠囊相比，聚電解質(zhì)復(fù)合物微膠囊有較好的熱尺寸穩(wěn)定性，但滲透壓法測(cè)得該微膠囊的彈性模量為140MPa，僅為層層組裝微囊的一半。在CaCO<,3>(PSS)微粒表面組裝一層聚烯丙基胺接枝聚N-異丙基丙烯酰胺共聚物(PAH-g-PNIPAAm)后制得了含PNIPAAm的聚電解質(zhì)復(fù)合物微膠囊。與普通聚電解質(zhì)微膠囊的釋放情況不

4、同，該微膠囊在溫度高于PNIPAAm的低臨界溶解溫度(LCST)后釋放速率出現(xiàn)下降。 與層層自組裝微膠囊相比，這種復(fù)合物微膠囊力學(xué)強(qiáng)度較低，針對(duì)這一缺點(diǎn)采用戊二醛(GA)進(jìn)行交聯(lián)制備了交聯(lián)的聚電解質(zhì)復(fù)合物微膠囊。紫外-可見光譜證明PAH和GA的反應(yīng)在開始階段非常迅速，之后反應(yīng)速度逐漸降低。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，可以控制微膠囊的交聯(lián)程度。交聯(lián)后的微膠囊堿穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。GA交聯(lián)2h后微膠囊囊壁的彈性模量為200MPa，比交聯(lián)前(140

5、MPa)增加約1.4倍。而且交聯(lián)后微膠囊對(duì)大分子的通透性降低。 最后，在摻雜PSS的CaCO<,3>模板上組裝一層PAH后用GA交聯(lián)，在PAH/EDTA混合溶液中去核可獲得內(nèi)部填充PSS的微膠囊。制備得到的內(nèi)部含有PSS的微膠囊可以根據(jù)分子的電荷對(duì)其進(jìn)行篩分：阻隔帶負(fù)電的探針分子的滲透，而強(qiáng)烈地吸引帶正電荷探針。這種對(duì)電荷的選擇性非常敏感，對(duì)標(biāo)記了少量帶電染料分子的葡聚糖同樣可以進(jìn)行篩選。用PAH-g-PNIPAAm代替PAH制