[发明专利]一种基于Pickering乳液溶剂挥发的纯木质素微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于Pickering乳液溶剂挥发的纯木质素微胶囊的制备方法。本方法首先对木质素进行等离子体疏水改性，将改性后的木质素分散在水中，加入适量的碱使木质素溶解并过滤，然后加入酸调节至适宜的pH使碱木质素析出，析出后木质素粒子分散液作为水相；将水相与有机溶剂混合，乳化制备Pickering乳液；将乳液干燥，形成纯木质素微胶囊。本发明制备方法操作简单快捷、成囊效果好、囊壁强度高，干燥后的微胶囊易于保存、存储空间小、便于运输。囊壁为纯木质素有良好的生物相容性，可生物降解，对环境及生物零污染，在医药、食品等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于微胶囊制备技术领域，具体涉及一种基于Pickering乳液溶剂挥发的纯木质素微胶囊的制备方法。

背景技术

微胶囊技术是以高分子材料为壁材，通过化学、物理或物理化学的方法，将活性成分包覆起来具有半渗透囊壁的微型胶囊。微胶囊可保护芯材，延缓活性物质的分解与挥发，控制活性物质释放，被广泛应用于医药、化妆品、食品等领域。微胶囊的壁材多为合成高分子，但合成高分子生物相容性差、不易降解、污染环境，不符合绿色化学的发展趋势。天然高分子材料具有来源广泛、可生物降解等优点，具有极大的发展前景。

木质素是植物中含量仅次于纤维素的生物质资源，工业木质素来源广泛、价格低廉、无毒、可生物降解，有优良的吸收紫外和抗光解性能，具有极大的应用价值与潜力。尽管工业木质素具有如此优良的性能，但高值化利用率极低，多被直接排放或者燃烧处理，造成了资源浪费和环境污染。木质素分子同时具有亲水基团与疏水基团，具有两亲性，即具有一定的乳化性能。因此，木质素及其衍生物可以被用于制备乳液，并进一步与层层自组装、原位聚合、界面聚合、层层自组装等方法结合制备微胶囊。

目前以木质素为壁材的微胶囊的制备方法还存在较多的缺点和不足。通过层层自组装或相分离法将木质素制备成中空的纳米胶囊(Zhou B,Zhao J.Microencapsulationand release kinetics of abamectin by layer-by-layer polyelectrolyte self-assembly[J].Fine Chemicals,2008,25(7):625-627；Li Y,Zhou M,Pang Y,etal.Lignin-based microsphere:preparation and performance on encapsulating thepesticide avermectin[J].ACS Sustainable ChemistryEngineering,2017,5(4):3321-3328；Yiamsawas D，Baier G，Thines E，et al.Biodegradable lignin nanocontainers[J].RSC Advances,2014,4(23),11661-11663)，成膜性差，成本高昂，操作浓度低且步骤繁琐，产业化难度大。通过将木质素与其他高分子结合制备微胶囊(Pang Y,Wang S,Qiu X,etal.Preparation of Lignin/Sodium Dodecyl Sulfate Composite Nanoparticles andTheir Application in Pickering Emulsion Template-Based Microencapsulation[J].Journal of AgriculturalFood Chemistry,2017,65(50):11011；薛东,王先锋,吴京,赵涛.木质素基乳化剂对香茅油@聚脲树脂微胶囊性能的影响[J].印染,2019,45(20):14-19.)，反应中使用毒性较强的有机试剂，囊壁中木质素的含量较低，且多为高分子，不利于环境保护。通过将油水界面处的木质素交联虽可制备纯木质素微胶囊(Yiamsawas D,BaierG,Thines E,et al.Biodegradable lignin nanocontainers[J].RSC Advances,2014,4(23),11661-11663；Nypelo T,Carrillo C,Rojas O.Lignin supracolloids synthesizedfrom(W/O)microemulsions:use in the interfacial stabilization of Pickeringsystems and organic carriers for silver metal[J].Soft Matter,2015,11(10),2046-2054；Chen N,Dempere L,Tong Z.Synthesis of pH-Responsive Lignin-BasedNanocapsules for Controlled Release of Hydrophobic Molecules[J].ACSSustainable ChemistryEngineering,2016,4(10),5204-5211.)，但反应交联程度低，形成的囊壁较薄，包封效果较差，限制了实际应用。因此，亟需开发一种操作简单、囊壁较厚、强度高的纯木质素微胶囊的制备方法。