碳酸钙无机相变微胶囊的制备(2)

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3.2.2 扫描电子显微镜观察微胶囊形态 16

3.2.3 傅里叶红外光谱仪（FTIR） 17

3.2.4 差示扫描量热仪（DSC） 19

3.2.5 热重分析仪（TGA） 19

4 结论 21

参考文献 22

致谢 24

1 微胶囊的概述

1.1 微胶囊定义

微胶囊是指具有壳核结构的微型容器或包装物。用壁材将芯材（气体，固体，液体）包裹封存构成具有半透性和密封性的微小粒子。微胶囊的正常大小在几微米至几百微米左右（直径1-1000μm），壳的厚度为0.2-10μm。这种壳核结构对囊芯物起到保护和隔离的作用，使囊芯物不会受到外界环境的影响（包括温度，湿度，PH值等）

1.2 微胶囊技术

微胶囊技术(Microencapsulation technology)是指在不改变目的物本身化学性质的情况下，用各类高分子的或者无机的化合物在目的物外形成外相将其包覆起来[1]。外相的包裹可以隔离外部环境的刺激起到隔离活性组分、使物质的稳定性上升、控制芯材的释放时间、降低芯材的表面毒性、使一些具有强烈气的芯材被掩盖、阻止或控制反应等。微胶囊技术在70年代中期得到了迅速的发展。至今已普及至包括医药、纺织、农药、香料、化妆品、涂料、食品、生物固化技术等不同领域。近年来，学科的交叉也推进了微胶囊技术制备、应用、结构与性能研究的发展，大大拓宽了微胶囊技术的应用范围。微胶囊技术的应用意义主要由以下几点：1.囊壁的屏障作用使活性成分与外部环境的反应大大减少。2.因为外界环境（PH值和温度等）的变化而使芯材蒸发和扩散的可能性减小。3.控制芯材的释放。4.良好的密封性会掩盖掉某些芯材的强烈气。5.改变芯材的物理性质（包括外观、状态、密度、分散性能）以及其化学性质等。

1.3 微胶囊种类

微胶囊是由外相的成膜物质将囊内物质与囊外空间隔离开，形成一个特定的几何结构，既可以是实心的，也可以是中空的[2]。微胶囊的形状可以分为球形、粒状、块状。微胶囊的结构较多样，囊壁分为单层或多层的。核心有多核结构和单核结构。微胶囊普遍都以单核微胶囊和多核微胶囊的结构存在。其余还有诸如多壁结构微胶囊、不规则微胶囊、晶体簇装微胶囊等。请见图1.1。

微胶囊形状结构

1.4 相变微胶囊的组成

相变材料(PCM - Phase Change Material)相变材料是具有相变点温度的，当温度达到相变点温度时，相变材料会发生状态的变化（一般来说以固体和液体之间的转变为主），并能提供潜热。改变物理性质的过程称为相变过程，此过程中相变材料将释放或吸取大量的潜热。相变微胶囊是指以相变材料为芯材，以无机或有机聚合物、高分子或金属等为壁材，利用微胶囊化技术使二者构成核壳结构的相变复合材料。

1.4.1 芯材

相变微胶囊的芯材主要分为无机相变材料（熔融盐、金属、结晶水和盐），有机相变材料（羧酸类、羧酸酯类、多元醇类、石蜡类、糖醇类、正烷醇）和复合相变微胶囊三类。

无机相变材料的具有相变焓较高、导热性好、体积变化率小，不易燃以及制造成本低等特点。然而，无机相变材料相分离和过冷的缺点，还是使其应用具有一定的局限性的。相分离（Phase separation phenomenon）现象是由于物质的溶解度不高，当温度达到熔点或者以上时，仍有部分物质因为没能完全熔化而成为残留的固态物的生成和沉淀，造成相的分离。过冷（Super cooling phenomenon）是指液态物质的实际的结晶温度低于理论的结晶温度，也就是说当物质达到凝固点温度时，不能产生结晶的现象，需要冷却到“凝固点”以下一定温度时，才发生结晶。这就会影响相变材料的相变潜热。所以在使用无机相变材料时，需要加入成核剂和增稠剂。