一种表面凹型结构醋酸纤维素胶囊的制备方法

摘要

本发明提供了一种以醋酸纤维素为壁材，采用溶液喷射法制备胶囊的方法，包括以下步骤：1)将具有不同含量的醋酸纤维素和油溶性材料混合2)将上述混合物加入按不同比例的有机混合溶剂中，并将其置于40℃的水浴中，磁力搅拌下搅拌均匀得到均一的溶液；3)将混合的溶液采用溶液喷射法，控制喷射时环境温度、推进速率和气压大小制备表面凹型结构的醋酸纤维素胶囊，将上述胶囊置于戊二醛等醛溶液中反应一段时间等后，洗涤，干燥得到具有表面凹坑结构的胶囊。该发明合成工艺简单，微球粒径易于调控，粒径分布均匀，耗能低，产量高，对设备要求低，制备条件容易控制，具有规模化生产的前景。这种简易的胶囊化方法在生物医药、农药领域、化妆品领域、智能储热调温纺织品领域有非常广大的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶囊的制备方法，特别是涉及一种表面凹型结构醋酸纤维素为壁材制备胶囊的方法。

背景技术

纤维素是一种存在于植物或有机物中的天然可再生资源，醋酸纤维素是将纤维素的羟基酯化而得到的一种具有有柔韧、透明、光泽好、强度高、韧性好、熔融流动性好、易成型加工、热塑性等特点的纤维素有机酸醋酯，被广泛用于香烟滤嘴、纺织纤维、有机膜、塑料等领域。胶囊技术是一种成膜材料把固体或液体或气体包裹起来形成微小粒子的技术，可以起到保护囊芯、控制释放、实现永久固态化等作用，可应用于医药、食品、涂料、农药、粘合剂、油墨以及纺织染整等领域。

目前醋酸纤维素成网络状结构，有较大的比面积，而制备表面凹型结构的醋酸纤维素微胶囊，能有效增加接触面积，增加导热率，运用醋酸纤维素为壁材，包覆功能材料，鲜有报告。

孙培建和聂聪等人CN1024635A(一种醋酸纤维素多孔微球的制备方法及其产品)制备的多空醋酸纤维素微球是通过相反转法，首先将醋酸纤维素溶解于有机溶剂，然后向其中加入致孔剂的水溶液得到油包水型W/O乳液，最后将W/O乳液加入外水相水溶液中，去除有机溶剂得到醋酸纤维素多孔微球，这种制备方法制备的微球获得较大的比表面积，多孔微球平均粒径为20.0-2000μm，制备油包水型W/O乳液，需要乳化剪切，延长了工艺的时间，制备的微球的粒径也

受到液滴大小的控制，不能很好的控制其多空形貌和粒径大小的调控。曹建国和窦峰等人：将含有增塑剂的醋酸纤维素丝束溶解于混合溶剂中，得到聚合物浆液，然后将得到的聚合物浆液加入到分散液中，充分混合得到悬浮液，降低醋酸纤维素溶解度，析出醋酸纤维素微球。醋酸纤维素微球的平均粒径为5-1500μm，制备的微球的比表面积较小，且粒径得不到控制，不能包覆功能材料，且加入分散剂溶解制备悬浮液，这很难快速制备粒径分布较窄的微球悬浮液，制备出的微球粒径分布不均匀，在一定程度上严重限制了其产业化，且影响了其产品质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种表面凹型结构醋酸纤维素胶囊的制备方法，该方法在直接将醋酸纤维素和功能材料加入到有机溶剂中得到喷射液，不需要加入分散剂和制备油水乳液，后直接将喷射液利用溶液喷射法，通过控制气压，推进速度和喷射室温度直接得到不同粒径的表面凹型结构的胶囊，工艺简单，且制备的胶囊的粒径较均匀，得到的产品效率高，很适合于工业化生产。

一种表面凹型结构醋酸纤维素胶囊的制备方法的方法，包括以下步骤：

1)按质量计，将100份功能材料、10～200份醋酸纤维素与0～100份有机助溶剂，在一定温度下搅拌均匀得到均一溶液；

2)将所述均一溶液采用溶液喷射法，在一定压力及气流条件下，控制一定的推进速度和适当的喷射温度下，制备表面凹型的醋酸纤维素胶囊；

3)将所述得到的胶囊置于一定质量分数的醛溶液中，调整溶液反应温度值 和反应时间，经过处理后即可得到凹型结构的醋酸纤维素胶囊；

2、如权利要求1所述的制备方法，所述功能材料：可以是脂肪烃中烷基链的长度范围为C6～C40，烷烃优选正十二烷、正十四烷、十六烷、十八烷、二十烷等，脂肪醇优选十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、环己醇、叔丁醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇或2-氨基-2-甲基-1，3-丙三醇，脂肪酸优选为癸酸、月桂酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十八烷酸，直链烷基酯中硬脂酸正丁酯、二硬脂酸乙二醇酯、十二烷酸甲酯、十四酸甲酯、十六酸甲酯、十八酸甲酯、硬脂酸甲酯、二十酸甲酯、十二酸乙酯、十四酸乙酯、十六酸乙酯、十八烷乙酯、硬脂酸乙酯、二十酸乙酯、十四酸异丙酯十六酸异丙酯、十二酸丁酯、十四酸丁酯、十六酸丁酯、十八酸丁酯，糖醇类优选甘露糖醇、赤藻糖醇、木糖醇、山梨醇和半乳糖醇等；合成香精或天然香精：优选如合成麝香、结晶玫、香兰素、香豆素、乙酰丁香酚、苯甲酸苄酯、苯乙酸芳芳樟酯、柏树精油、玫瑰香精、茉莉油、柠檬油、椰子香精、薰衣草香精、安息香脂、鸢尾香脂、檀香油、岩兰草油中的至少一种。

3、如权利要求1所述的制备方法，所述有机助溶剂为能使醋酸纤维素溶解的丙酮、N，N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲醇、乙醇、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿等溶剂的一种或几种的混合物。

4、如权利要求1所述的制备方法，所述推进速度范围为5～100ml/h，压力范围为0～0.15MPa，喷射温度范围为120至170℃。

5、如权利要求1所述的制备方法，所述醛溶液为脂肪醛：戊二醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛(十二醛)、十三醛、肉豆蔻醛(十四醛)、甲基己基乙醛、甲基辛基乙醛、甲基壬基乙醛、三甲基己醛、四甲基己醛、反-2-己烯醛、2-壬烯醛、反-4-癸烯醛、十一烯醛、壬二烯醛等；芳香醛有：苯甲醛、 苯乙醛、苯丙醛、桂醛、铃兰醛、香兰素、乙基香兰素等。

6、如权利要求1所述的制备方法，所述溶液反应温度值为30～80℃，反应时间15～100min和醛溶液的质量分数为1～10wt％。

7、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备过程还包含步骤3)处理过程为将富含所述羟基的醋酸纤维素胶囊与醛溶液缩合反应后，经过滤、洗涤、干燥后得到表面凹型结构的醋酸纤维素胶囊。

8、如权利要求1所述的制备方法，所述胶囊的表面凹坑直径大约为0.1～2μm，，胶囊粒径为5μm～50μm。

本发明采用溶液喷射法，通过控制溶剂挥发，调控醋酸纤维素胶囊表面形貌，制得表面凹型结构的胶囊，通过控制气压和推进速度，能很好的控制胶囊的粒径大小。同时只要将功能材料和醋酸纤维素溶解成混合液，不需要考虑溶解时的油水乳液的大小，这种制备方法工艺简单、耗能低，且胶囊化效率高，制备的胶囊形貌良好，且几乎无杂质存在，很适于规模化生产。

附图说明

图1为实施例1制得的单个醋酸纤维素胶囊表面形貌微观图。

图2为实施例1制得的表面凹型结构的醋酸纤维素胶囊。

图3为实施例1制备的胶囊差示扫描量热图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1

将5kg十八烷，5kg醋酸纤维素溶于已配好的等比例的丙酮/N，N-二甲基 乙酰胺(DMAC)溶剂中，保持40℃下搅拌至醋酸纤维素完全溶解，制备成均一溶液，采用溶液喷射法，将上述制得的喷射液，在推进速度30ml/h，气压为0.05MPa，喷入到温度为170℃的干燥箱中，得到醋酸纤维素MicroC18，将制得的微胶囊置于质量分数为4wt％的戊二醛中，反应温度为40℃下反应40min然后过滤、洗涤、干燥，制备成改性的表面凹型结构的醋酸纤维素微胶囊。

本实施例制得的醋酸纤维素胶囊如图1、2所示，从图1可知，本实施例制得的胶囊表面结构致密，胶囊表面有均匀分布的凹坑结构，凹坑直径大约为0.1～2μm。在图2中的胶囊间几乎无杂质存在，胶囊粒径分布在5μm～50μm范围内。真空干燥后的胶囊，用差示扫描量热仪器(DSC)测试囊芯十八烷的平均热焓值为58.63J/g。

实施例2

将10kg十二醇，20kg醋酸纤维素溶于已配好的等比例的氯仿/N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中，保持30℃下搅拌至醋酸纤维素完全溶解，制备成均一溶液，采用溶液喷射法，将上述制得的喷射液，在推进速度50ml/h，气压为0.15MPa，喷入到温度为150℃的干燥箱中，得到醋酸纤维素胶囊，将制得的微胶囊置于质量分数为6wt％的肉豆蔻醛中，反应温度为50℃下反应30min然后过滤、洗涤、干燥，制备成改性的表面凹型结构的醋酸纤维素微胶囊。该胶囊的形成工艺简单，粒径易于控制，表面结构易于调控，同时胶囊化效率非常高，产业化前景非常光明。

实施例3

将10kg月桂酸，10kg醋酸纤维素溶于已配好的等比例的乙酸乙酯/丙酮溶剂中，保持50℃下搅拌至醋酸纤维素完全溶解，制备成均一溶液，采用溶液喷射法，将上述制得的喷射液，在推进速度100ml/h，气压为0.10MPa，喷入 到温度为160℃的干燥箱中，得到醋酸纤维素胶囊，将制得的微胶囊置于质量分数为8wt％的月桂醛中，反应温度为60℃下反应30min然后过滤、洗涤、干燥，制备成改性的表面凹型结构的醋酸纤维素微胶囊。该胶囊的形成工艺简单，粒径易于控制，表面结构易于调控，同时胶囊化效率非常高，产率较高，适宜于工业化生产。

实施例4

将10kg玫瑰香精，5kg醋酸纤维素溶于已配好的等比例的乙酸甲酯/N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中，保持40℃下搅拌至醋酸纤维素完全溶解，制备成均一溶液，采用溶液喷射法，将上述制得的喷射液，在推进速度20ml/h，气压为0.05MPa，喷入到温度为170℃的干燥箱中，得到包覆玫瑰香精醋酸纤维素，将制得的微胶囊置于质量分数为10wt％的乙基香兰素中，反应温度为80℃下反应1h然后过滤、洗涤、干燥，制备成改性的具有芳香气味表面凹型结构的醋酸纤维素微胶囊。

该胶囊的制备工艺简单，反应条件易于控制，产业化前景广阔。