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压敏胶用环氧固化剂中的应用
来源:美扬时代 时间:2021年02月05日

  


  微胶囊技术是一种利用天然或合成的高分子成膜材料把固体、液体或气体包覆使之形成微小颗粒或微型容器的技术,得到的微小颗粒或微型容器叫做微胶囊[1]。压敏胶用环氧固化剂微胶囊内部的物质称为囊芯或芯材,外部的包覆膜称为囊壁或壁材,微胶囊尺寸范围的分类没有统一的标准,但一般认为直径小于1μm的为小微胶囊,而大于1000μm的为大微胶囊。


  微胶囊技术的研究大约开始于20世纪30年代,取得重大成果是在50年代。美国人D.E.Wurs-ter利用物理机械的方法制备出了微胶囊,在40年代末,他首先采用空气悬浮法制备微胶囊,并成功地运用到药物包衣方面,所以至今仍把空气悬浮法称为Wurster法。美国的NationalCashRigister(国家现金出纳)公司首先开发了化学性微胶囊化方法,该技术的首次重要应用便是B.K.Green利用物理化学方法对染料进行微胶囊化来制备无碳复写纸。自此微胶囊技术的工业化被拉开了序幕,同时也开创了高分子材料新的应用领域。50年代末到60年代初,人们开始研究把合成高分子的聚合方法应用于微胶囊制备,并发表了许多以高分子聚合反应为基础的用化学方法制备微胶囊的专利,其中以界面反应的成功最引人注目。


  不同的应用条件对微胶囊壁材有不同的要求,可用作微胶囊壁材的多是天然高分子、半合成高分子和合成高分子材料及无机材料,通常要根据芯材的物理性质来选择适宜的壁材,油溶性的芯材需选水溶性的壁材,水溶性的芯材则选油溶性的壁材,即壁材应不与芯材反应或混溶。在选择壁材时还要考虑壁材本身的性能,如渗透性、稳定性、机械强度、溶解性、可聚合性、粘度、电性能、吸湿性及成膜性等,对于生物活性物质的芯材,还要着重考虑壁材的毒性,与芯材的相容性。此外,在制备微胶囊时,壁材的价格,制备微胶囊所选择的方法对壁材的要求,都是选择壁材时应着重考虑的。


  壁材的原料主要有蛋白质类如明胶、骨胶、纤维蛋白原、血红蛋白及氨基酸,植物胶类如树胶、阿拉伯树胶、琼脂、褐藻酸钠鹿角胶,蜡类如石蜡、松香、蜂蜡等,还有现在被广泛用作生物微胶囊的海藻酸盐类和壳聚糖类。以天然高分子材料作壁材制备微胶囊的很多,这类壁材具有无毒、成膜性好、稳定性好等优点,但机械强度差,原料质量不稳定。半合成高分子材料主要是纤维素类如羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、纤维素醋酸酞酸酯等,其优点是毒性小,黏度大,成盐后溶解度增加,缺点是不耐高温,耐酸性差,易水解,使用时需临时配制。合成高分子材料种类很多,如均聚物类、缩聚物类和共聚物类等。理论上,只要能够包囊芯材成膜的高分子材料都可作为微胶囊的壁材。


  压敏胶用环氧固化剂界面聚合制备微胶囊的过程包括:①通过适宜的乳化剂形成油/水乳液或水/油乳液,使芯材乳化;②反应物发生反应,在液滴表面形成聚合物膜;③微胶囊从油相或水相中分离。在界面反应制备微胶囊时,影响产品性能的重要因素是分散状态,其中搅拌速度、黏度及乳化剂、稳定剂的种类与用量对微胶囊的粒度分布、囊壁厚度等也有很大影响。用作壁材的单体要求均是多官能度的,如多元胺、多异氰酸酯、多元醇等。反应单体的结构、比例不同,制备的微胶囊性能也不相同。


  Hong和Park[2]在界面聚合方面做了很多工作,他们在以质量分数为1%的PVA作保护胶体水溶液中,加人作壁材的甲苯二异氰酸酯(TDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及芯材,剧烈搅拌形成油/水乳液,加入质量分数为0.5%的PVA溶液以防止乳化颗粒的凝聚,加热反应2h,后处理得聚脲微胶囊。实验表明当TDI和IPDI的比例变化时,胶囊大小、粒度分布和热稳定性均不同。其缺点是经常会有一部分单体未参加成膜反应而遗留在微胶囊中,故在制备含水微胶囊时,经常混合无毒的乙二醇或甘油,既可起成膜单体的作用,又可作为水的阻滞剂。


  实现原位聚合法的必要条件是单体可溶,聚合物不可溶。与界面聚合法相比,可用于该法的单体很多,如气溶胶、液体、水溶性或油溶性单体或单体的混合物,低分子量的聚合物或预聚物等。在发生原位聚合反应之前,芯材必须被分散成细粒,在分散体系中以分散相状态存在,而发生原位聚合的单体可以溶解到连续相中或者是添加到芯材中。


  压敏胶用环氧固化剂原位聚合法是建立在单体或预聚物发生聚合反应后生成不溶性壁材的基础上,因此如何将形成的聚合物沉淀包覆在囊心表面是该法的关键。冯薇[4]等用原位聚合法制备以脲醛树脂为壁材的酞菁绿G颜料微胶囊,采用了酸催化的缩聚工艺,制得包覆良好、粒径分布均匀且平均粒径小于5μm的流动性固体微胶囊。罗艳[5]等采用原位聚合法制备了香料微胶囊及分散染料微胶囊,并分别测定了不同配比系统调节剂和香料、染料微胶囊制备过程中不同阶段体系的§电位,对微胶囊制备过程中表面电位的变化情况作了初步的探讨。朱子犁[6]采用原位聚合法,以三聚氰胺、甲醛、香料及乳化剂为原料.制备出了耐热性好、缓释性能好的微囊固体香精,可广泛应用于纺织品、油墨、工艺品的增香。刘亚青[7]等用原位聚合法、合理的配方和工艺,制备出了囊壁材料为蜜胺树脂的纳米级红磷微胶囊产品,该产品用于ABS中具有阻燃和增强增韧双重效果。


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