4、微胶囊的分类
缓释型微胶囊：囊壁相当于半透膜； 压敏型微胶囊：压力变化，芯材释放； 热敏型微胶囊：温度使壳材软化/破裂或温度变化导
致芯材发生分子重排/几何异构而变色；
光敏型微胶囊：芯材光敏物质选择性吸收发生感光 或分子能量跃迁导致反应/变化； 膨胀型微胶囊：壳材热塑性、芯材易挥发，温度升 高芯材气化、胶囊膨胀。
1992年，Bio-Dar公司提出以氢化蓖麻油为芯材
的甜味剂微胶囊。
3、微胶囊的功能和特点
1）改善物质的物理性质
液态转变为固态，易于使用 复写纸、彩色照相、聚合物固化交联； 改变重量和体积 如：使密度大的物质能漂浮于水面； 获得良好的分散性、流动性 微胶囊体系呈粉末状，分散性好，相同浓度下，粘度 较低，对应用十分有利。
将乙二胺加入体系中，并加入一定量的氢氧化钠， 结果得到聚合物囊壁包裹的甲苯微胶囊。
影响界面聚合法微胶囊的因素： 影响粒度、分布、壁厚的因素：分散状态与 搅拌效果、悬浮介质粘度、乳化分散剂、稳定
剂的种类有关；
影响性能的因素：1）缩聚反应释酸；2）残
留单体；3）反应速率；4）聚合物分子量、结
晶度；5）单体浓度。
芯材的释放性能： 扩散释放：控制活性物质扩散到胶囊表面来限
制释放，胶囊多为无孔型的，活性物质的释放
取决于囊壳膜的性质（玻璃化转变温度和结晶
特性，溶胀交联程度）、厚度与面积。
压力活化释放：利用外部压力来释放芯材。如：
无碳复写纸，将油墨的两种组分分别制成微胶
囊，笔在书写时，按压力使致密易碎的囊壁破
裂，两种组分混合而显色。又如：香水广告的
高分子材料是微胶囊制备中最常用的 壁材，合成高分子化合物具有最好的成 膜性能，尤其一些可生物降解的材料更 受欢迎。
2、微胶囊的形状
芯材是固体或晶体，形成不规则形状的微胶囊；
芯材是液体，形成的微胶囊可能是单一球形； 芯材是微滴乳液或添加了高分子聚合物的溶液，形成多芯液滴或聚
集状微胶囊；
芯材是极细的颗粒，颗粒嵌在硬化的高分子聚合物液滴内，形成连 续的填质体。
4）流动性—微胶囊水悬浮体系的流变性；
5）装载量—微胶囊芯材的实际与设计装载量；
6）机械性质—微胶囊囊壳强度与壁厚、粒度关系，
囊壁的性质与释放、耐用性的关系等。
第二节 微胶囊的组成与制备 1、微胶囊的组成
制备微胶囊的芯材种类繁多，可归纳分为四大类： 1) 水溶性和非水溶性固体；
2）非水溶性液体或气体；
1961年，东方柯达提出摄影用药剂的微胶囊化专利技术；
1962年，NCR公司提出阿司匹林微胶囊化的专利技术；
1962—1967年，喷雾干燥法、粉末床法、真空蒸
发沉积法、离心锐孔法等微胶囊制备方法问世。
1974年，SANDOZ公司发明了静电印花用介电性
壳材微胶囊染料。
1978年，PILOT公司提出制备可逆热变色材料微胶
的阿拉伯树胶结合，发生凝聚。
水相分离法—复凝聚法
典型工艺：三步组成
1）芯材在一种聚电解质水溶液中分散；
2）加入带相反电荷的另一种聚电解质水溶
液，凝聚，在芯材周围形成沉淀；
3）凝聚层的凝胶与固化。
以明胶A（酸处理明胶）—阿拉伯树胶微胶
囊为例：明胶为两性物质，等电点pH值为
8~9.5；阿拉伯树胶含羧基，带负电荷；较
pH <2.5 分子状态 羧基处于非离解状态，分子折叠 粘度 低
2.5-10 >10
羧基电离，分子带电而展开 分子受大量钠离子屏蔽，分子折叠
高 低
纤维素衍生物：纤维素结构中羟基因酯化、 醚化、交联、接枝反应被取代的产物，有很多 产品。
纤维素衍生物 醋酸纤维素、醋酸纤维素酯、甲基纤维素、 乙基纤维素 羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤 维素、羟丙甲基纤维素 性质 不溶于水 溶于水
高pH值条件下，两种胶均溶于水，pH值降
低至明胶等电点以下时，明胶转变为带正
电荷，与仍然带负电荷的阿拉伯树胶作用，
发生凝聚。
水相分离法—单凝聚法
典型工艺：三步组成
1）芯材在壁囊材料水溶液中分散；
2）加入凝聚剂、使囊壁材料溶解度下降，
在芯材周围形成沉淀；
3）凝聚层的凝胶与固化。
基本原理： 以明胶为囊壁材料，当加入凝聚剂乙醇、 丙酮、盐等强亲水性非溶剂时，由于这些物 质与水发生强烈作用结合，使体系中的明胶 溶解度大幅下降而凝聚。该法较难控制微胶 囊的大小，不如复凝聚法。
（2）原位聚合法 基本原理：与界面聚合法不同之处在于发生 聚合反应的单体和催化剂全部加到一相（分 散或连续相）中，单体可溶而其聚合物不溶， 因此，聚合反应产物在液滴表面沉淀并继续 反应，最终形成高聚物囊壁。
3、微胶囊的制法 微胶囊制备方法多种，有物理法、化学法和物 理化学法。 相分离法（凝聚法） 聚合反应法
溶剂蒸发-溶液萃取法
熔化分散冷凝法
喷雾干燥法
硫化床法
相分离法（凝聚法） 单凝聚： 只涉及一种胶体溶液，如在明胶溶液 中添加乙醇，因乙醇与水的相互作用导致明胶 大分子的水合作用下降而凝聚析出。 复凝聚：涉及两种以上胶体溶液，例如：降低 明胶、阿拉伯树胶混合溶液的pH值至4.0（明 胶等电点以下），使明胶带正电荷，与带阴荷
熔融活性释放：以脂、改性脂以及蜡易熔 融物质做囊壁，在稍高温度下发生熔融而 释放活性物质。在食品工业中有较多应用，
如食盐、营养素、香料等。
生物降解释放：囊壁发生生物降解而被侵
蚀或崩溃，释放出芯材。
微胶囊的其它性质
1）ZETA电位—影响微胶囊的电迁移性；
2）离子交换性—使微胶囊具有离子交换能力；
3）光学性质—颜色、荧光、透明度、吸收性；
瓜尔豆胶：印巴地区一年生豆科植物种子的提 取物，属半乳甘露聚糖。水溶性好，pH=1~10.5 时稳定。
琼脂：石花菜或红藻类植物提取物冷冻脱水干
燥而成，含琼脂胶和琼脂糖两种成分。冷水中溶
胀，热水中缓慢溶解，冷却后成凝胶。
海藻酸钠：褐藻提取物，为聚甘露糖醛和聚古
洛糖醛结合的线性高聚物，分子中带大量羧基，
3) 溶液； 4）固体的分散液或分散胶体。 芯材常用材料：医药、染料、粘合剂、香料、食品、燃 料、油脂、墨水、催化剂、发酵剂、生物制剂等等；
壁材：具有成膜性能的天然或合成高分子 物质，常用的有：明胶、阿拉伯树胶、甲 壳质、海藻酸盐、羧甲基纤维素、甲基纤
维素、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、
环氧树脂、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丁二醇、 聚丙烯酸酯等。
油相分离法 在乙酸丁酯纤维素的二氯甲烷溶液中分 散芯材（某种水溶性化合物），缓慢加入 甲苯，引起乙酸丁酯纤维素的凝聚，包覆 芯材；再加入正己烷使胶囊囊壁固化。
油相分离法基本原理： 向壁材的有机溶剂的初始均相溶液中加入 能降低囊壁材料溶解度的物质，引发相分离而 将芯材包覆，引起囊壁材料凝聚的方法有三种 （1）加入非溶剂； （2）加入能引起相分离的聚合物；
3)稳定和保护芯材 防止芯材氧化 维生素微胶囊、高蛋白脂肪微胶囊饲料等可以大大 提高抗环境氧化能力，延缓向水环境的释放速度（鱼 饲料）； 保护芯材的特性 保护吸水性芯材、保护pH 敏感芯材； 减少芯材的挥发 如；含甲苯的胶黏剂微胶囊，在室温下其中的甲苯 几乎不释放，产品可以长时间储存。
4）降低芯材的毒性和反应性
囊的专利申请。 1980年，美国军方采用界面聚合和相分离技术制备 了毒气净化微胶囊。
1984年，Trimedyne公司提出利用酶微胶囊制备 人工生物器官的专利申请； 1990年，Sherwood 医药公司提出触变胶微胶囊 制备法； 1991年，Griffin公司提出一系列微胶囊除草剂的 专利申请；
“刮涂”产品，不需要缓释，只在囊壳受压破
碎时释放。
撕裂蜕皮释放：如香料的传递及广告印制品， 微胶囊夹在两层纸或高分子材料间，撕开时， 微胶囊破裂释放出内容物。 溶剂活化释放：用溶剂（如水）使囊壳溶解或 溶胀，释放芯材。如湿度活化除臭剂（防汗 药），食品用的微胶囊添加剂等。
渗透压控制释放：若芯材与溶剂有亲和力，溶剂
5、微胶囊的性质
粒度分布：微胶囊的粒度通常总是不均匀的，制
备工艺参数对粒度分布有很大影响。
囊壳的厚度：一般情况，微胶囊中芯材含量为 70~99%，胶囊壳厚度约为0.1~200μm。 囊壳的渗透性：囊壳的渗透性是微胶囊的一项 重要性质，对防止芯材流失/外界材料入侵或缓慢R公司提出凝聚法制备微胶囊的方法，发 明了无色压敏复写纸； 1958年，NCR公司利用原位聚合反应制备了含油的聚苯乙
烯微胶囊；
1959年，ESSO公司利用“凝固浴”法将发烟硝酸微胶囊 化，制备火箭燃料。 1959年，IBM公司提出以界面聚合法制备聚酰胺、聚酯等 为膜壳的微胶囊的专利申请；
L/O/G/O
第五章 微胶囊技术 在染整加工中的应用
第一节 微胶囊的概述
1、微胶囊的定义 采用机械或化学方法将高分子化合 物或无机化合物包覆起来，制成直径为 1~500μm的固体微粒，在适当条件下可以
4 释放出来，这种微粒称为微胶囊。
2、微胶囊技术的发展 微胶囊制备技术始于20世纪50年代，在70年 代中期得到迅猛发展。目前关于微胶囊技术的文 献以每年数以千计的速度增长。
溶于水。
聚合反应法
界面聚合 原位聚合 悬浮交联法
（1）界面聚合法
制备原理：在芯材（液体X）中溶解一种单体
A，加至另一种互不相容的液体Y中乳化分散
成微粒；在此乳化体系中加入溶于Y的另一单
体B，A扩散至微粒界面与B反应，在微粒表面
形成聚合物囊壁。
界面聚合工艺举例：
聚苯三酰氯溶于甲苯中，在含乳化剂的水中乳化，
（3）改变温度。
（1）加入非溶剂法：有机溶剂可溶的大多 数合成聚合物可用作壁材，芯材是亲水性材
料，如纯水、水溶液/ 分散液或水溶性粉末等；