壳聚糖分子结构图   

图1 γ-聚谷氨酸分子结构图    图2 壳聚糖分子结构图         

肉桂醛是一种呈黄色粘稠状的醛类有机物,广泛存在于传统香辛料-肉桂,除赋予食物独特气外,还可作为天然防腐剂,在食品、日化、饲料等方面应用广泛[11]。但肉桂醛具有较强的挥发性,遇光和热具有不稳定性,在空气中容易被氧化。微胶囊技术能够很好的解决上述问题,实现芯材的人为控制释放,并能改变芯材的物理和化学性质,便于贮藏和运输[12]。聚电解质层层自组装(Polyelectrolyte layer by layer self-assembly, LBL)是以模板(如SiO2, MF)为基础,将带正、负电荷的物质通过静电引力层层交替沉积,实现自组装的技术。相比于传统的喷雾干燥法[13]、复凝聚法[14]及界面聚合法[15],该方法的优越性表现在能够在纳米尺度上对胶囊囊壁的组成、结构形态、厚度以及表面形态进行准确的控制。

1.1 微胶囊壁材种类

微胶囊拥有许多种类的壁材,主要分为天然高分子材料,半合成高分子材料,全合成高分子材料。

在天然高分子材料中可做壁材物质的有明胶、阿拉伯胶、虫胶、紫胶、淀粉、糊精、蜡、松脂、海藻酸钠、玉米朊、壳聚糖。其特点是无毒,稳定,成膜性好。

半合成高分子材料中可做壁材物质的有羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素。其特点是毒性小,粘度大,成盐后溶解度增加,但容易水解,不耐高温,需临时配制。

全合成高分子材料中可做壁材物质的有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚醚、聚脲、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚硅氧烷。其特点是成膜性好,化学稳定性好。

1.2 微胶囊的制备

根据微胶囊造粒原理不同,可将造粒方法分为三类。但是这种分类的方法并未包括目前的所有方法,而且有些具体方法属于交叉的,因此分类是相对的。

物理方法包括喷雾干燥法,空气悬浮法,静电结合法,喷雾冷却法,真空蒸发沉积法,挤压法,溶剂蒸发法。利用机械力将高分子包覆在芯物质上。

物理化学方法包括油相分离法,复相乳化分离法,囊心交换法,熔化分散法,水相分离法,单凝聚法,复凝聚法,干等。他是添加溶剂及第三物质(如盐类),或改变温度,PH等,是高分子溶解度降低而沉淀披覆在芯物质上形成壁膜。

化学方法包括原位聚合法,辐射包囊法,界面聚合法,分子包囊法等。合成聚合物时,将此聚合物包覆在芯物质上,形成壁膜。

我在此次试验中使用到聚电解质的方法。聚电解质是带有可电离基团的长链高分子,这类高分子在极性溶剂中会发生电离,使高分子链上带上电荷。链上带正或负电荷的聚电解质分别叫做聚阳离子或聚阴离子。聚电解质分别具有电解质和高分子的一些性质。聚电解质溶液类似电解质溶液,可以导电,类似高分子溶液,有很大的粘度。作为软物质体系,聚电解质对很多分子组装体的结构、稳定性和相互作用具有重要影响。

聚电解质微胶囊的基本原理是通过LbL组装聚合物中的空胶囊制备首先用可以被溶解、氧化或分解的胶体颗粒为模板,比如颗粒表面带有正电荷的微交联三聚氰胺甲醛树脂,采用LbL技术先组装上一层和颗粒表面电荷相反的聚合物,例如带有负电的PSS,然后再沉积带正电的聚阳离子,例如PAH。当组装的所需要的层数,将其作为模板的胶体颗粒去除掉后,就能得到中空的聚电解质微胶囊。

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