[发明专利]中空微胶囊及其制法和应用

说明书

本发明提供了一种中空微胶囊及其制法和应用，所述中空微胶囊是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。本发明的中空微胶囊形貌均一，粒径分布窄，机械强度高不易破裂，同时壁材采用生物质薄膜，容易降解，环保无污染。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种中空微胶囊及其制法和应用。

背景技术

微胶囊主要有囊壳和囊芯组成。囊壳通常由薄膜材料组成，一般比较坚固，而囊芯可以是固体颗粒也可以是液体，微胶囊的直径一般为5～200μm，囊壁厚度一般为0.2微米到几微米之间。微胶囊可呈球型、谷粒型、肾型、条形等各种形状，囊壁可以是单层结构，也可以是多层结构，而囊芯可以是一种或多种形状。微胶囊具有方便运输的优点，当微胶囊芯材为液体时，由囊材将其包裹而形成微胶囊固体形式，这对储存、运输产生了极大的便利，微胶囊的技术主要可以应用于印刷、制药、化妆、食品、纺织，以及农业等领域。目前，制备微胶囊主要包括复合凝聚法、乳化法、层层自组装技术、溶剂挥发法、喷雾干燥法，其中层层组装技术具有可控膜厚、渗透性等优点。

在20世纪90年代，有研究提出了基于聚合物阴阳离子静电作用的层层自组装技术。随后逐渐将层层组装技术技术发展到以胶体粒子为模板组装成具有核-壳结构的粒子，通过溶解或熔融等方法去除模板，从而制备中空微胶囊。

发明内容

现有技术中，制备出的中空微胶囊存在形貌和粒径不均、机械强度不高易破裂以及不环保的问题。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种中空微胶囊及其制法和应用。本发明的中空微胶囊形貌均一，粒径分布窄，机械强度高不易破裂，同时壁材采用生物质薄膜，容易降解，环保无污染。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：

一种中空微胶囊，其是通过以表面带有正电荷的介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和表面带有正电荷的壳聚糖进行层层自组装，最后去除模板后得到。

优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔径为3-5nm。

优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.3-1cm³/g。

优选的是，上述中空微胶囊中，所述介孔二氧化硅的孔容为0.5-0.9cm³/g。

上述中空微胶囊的制备方法，该方法包括下述步骤：

1)将表面带有正电荷的介孔二氧化硅溶于水中，得到模板液；

2)将羧甲基纤维素加入步骤1)的模板液中，得到组装羧甲基纤维素层的模板液；

3)将表面带有正电荷的壳聚糖加入步骤2)的模板液中，得到于羧甲基纤维素层上组装壳聚糖层的模板液；

4)以步骤3)的模板液，重复交替进行步骤2)和步骤3)进行层层自组装，直至达到目标微胶囊层数，得到微胶囊液；

5)将步骤4)的微胶囊液烘干后加入氢氟酸或氢氧化钠水溶液中振荡，，干燥得到所述中空微胶囊。

优选的是，上述制备方法中，步骤1)中，所述表面带有正电荷的介孔二氧化硅通过将介孔二氧化硅加入到氨水中搅拌处理、干燥后得到。

优选的是，上述制备方法中，步骤2)中，所述羧甲基纤维素与模板的质量比为3：5-20。

优选的是，上述制备方法中，步骤3)中，所述表面带有正电荷的壳聚糖通过将0.2-0.4g壳聚糖溶于200ml浓度为0.1-0.15M的乙酸中后得到。

优选的是，上述制备方法中，步骤3)中，所述表面带有正电荷的壳聚糖与模板的质量比为2：5-20。