一种复合型聚多巴胺芳香微胶囊及其制备方法与流程

文档序号:41742581发布日期:2025-04-25 17:23阅读:37来源:国知局

本发明涉及日化,涉及一种复合型聚多巴胺芳香微胶囊及其制备方法,特别涉及一种制备工艺简单可行、粘附性能好、机械性能好且可调控的复合型聚多巴胺芳香微胶囊及其制备方法。


背景技术:

1、香料香精以其独特的芳香特性和多重功效,如提神醒脑、抗菌防腐等,广泛应用于多个行业。然而,由于其挥发性强且稳定性较差,特别是在高温和光照条件下易发生氧化反应,限制了其应用效果。为解决这一问题,微胶囊技术被引入,用于包封香料香精。通过微胶囊化,不仅可以显著提升香料香精的稳定性,保护其免受外界环境的影响,还能实现精准控制释放,从而提高其使用效率和经济价值。

2、芳香微胶囊在纺织品上的应用日益广泛,但由于其在织物表面的粘附力不足,限制了其效能的发挥。聚多巴胺出色的粘附性能为制备高粘附性芳香微胶囊提供了一个很好的解决方案。如cn 202310964066.1提出了一种用复合模板制备聚多巴胺微胶囊的方法,虽然其能够实现对目标物质的有效封装以及可控释放,但其过程复杂且存在诸多局限性,需要多步骤操作,包括模板的选择与预处理、聚合反应的控制以及最终模板的去除等,还可能影响到微胶囊的质量和性能。

3、与传统复杂的模板法制备微胶囊相比,采用乳液原位沉积聚多巴胺的方法能够实现微胶囊的一步成型,极大简化了制备过程,降低了生产成本,但以此方法制备得到的聚多巴胺微胶囊往往机械性能较弱。

4、因此,一种制备工艺简单且机械性能好的聚多巴胺微胶囊极具现实意义。


技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷,本发明提供了一种制备工艺简单且机械性能好的聚多巴胺微胶囊,具体为一种制备工艺简单可行、粘附性能好、机械性能好且可调控的复合型聚多巴胺芳香微胶囊及其制备方法,可应用于日化、纺织、农业等领域,克服了聚多巴胺微胶囊难以实现制备工艺简单及机械性能优良的同时兼顾的缺陷。

2、为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:

3、一种复合型聚多巴胺芳香微胶囊,所述复合型聚多巴胺芳香微胶囊的芯材为芳香油,其是通过cnc(纤维素纳米晶)包封芳香化合物制得皮克林乳液,再在乳液液滴外沉积多酚类化合物形成膜,并在最外层包覆聚多巴胺形成的。

4、皮克林乳液是通过cnc(纤维素纳米晶)与氨基功能化的聚合物配体在油水界面的自组装得到的,乳液液滴表面依次吸附多酚类化合物形成弹性界面膜,聚多巴胺层是原位沉积多巴胺形成的(多巴胺单体在乳液液滴的最外层发生氧化自聚合制得聚多巴胺),即得具有高粘附性和优良机械性能的微胶囊。

5、本发明的复合型聚多巴胺芳香微胶囊,采用cnc(纤维素纳米晶)、多酚类物质和多巴胺等生物基材料制得,不仅增强了微胶囊的生物相容性和生物可降解性,还通过单宁酸与多巴胺复合改进了制备方法,进一步提升了微胶囊的稳定性、粘附性和机械强度,拓宽了其应用场景。

6、作为优选的技术方案:

7、如上所述的一种复合型聚多巴胺芳香微胶囊,所述芳香油选自柠檬烯、芳樟醇和肉桂醛中的一种及以上;

8、所述多酚类化合物选自单宁酸、花青素、白藜芦醇和槲皮素中的一种及以上。

9、此外,本发明还提供制备如上所述的一种复合型聚多巴胺芳香微胶囊的方法,包括以下步骤:

10、s1、将cnc(纤维素纳米晶)分散于去离子水中,得到水相a;

11、s2、将氨基功能化的聚合物配体与定香剂溶于芳香油,得到油相b;

12、s3、将油相b和水相a按照比例混合,通过高速剪切形成均匀的水包油型乳液;

13、s4、将多酚类化合物酸性水溶液加入s3得到的水包油型乳液中,振荡或搅拌一定时间,得到复合乳液,使多酚物质吸附于乳液界面上;

14、s5、将盐酸多巴胺水溶液加入s4得到的复合乳液中,将溶液调节至碱性,搅拌反应一定时间,得到复合型聚多巴胺芳香微胶囊悬浮液;

15、s6、进行后处理,得到复合型聚多巴胺芳香微胶囊。

16、上述复合型聚多巴胺芳香微胶囊的形成机理如下:

17、首先带负电的cnc与带正电的氨基功能化的聚合物配体通过静电相互作用在油水界面自组装,形成稳定的乳液,接着向乳液中添加多酚物质,邻苯二酚结构能够使其有效地吸附于乳液液滴表面,从而形成弹性界面膜,增强液滴界面的强度,最后,多巴胺单体在乳液液滴最外层发生氧化自聚合反应,生成具有高粘附性和优良机械性能的微胶囊,从而成功包埋芳香物质。

18、上述制备方法具有简单高效的特点,简化了工艺流程,并且反应条件温和,适合大规模生产。这种微胶囊的复合型壳层不仅具备良好的生物相容性和优越的粘附性能,还可以根据应用场景的需要调控微胶囊的机械性能,具体可以通过控制氨基功能化的聚合物配体的浓度、多酚类化合物的浓度及其沉积时间、盐酸多巴胺的浓度及其聚合时间等参数可有效调控微胶囊的机械性能,该调控机制实现了微胶囊在不同应用场景下的机械刺激响应释放,从而大大提高了芳香油的利用率,具有良好的应用前景。

19、作为优选的技术方案:

20、如上所述的方法,所述氨基功能化的聚合物配体选自nh2-pdms-nh2、poss-nh2和ps-nh2中的一种及以上;

21、所述定香剂为邻苯二甲酸二乙酯。

22、如上所述的方法,调节溶液ph是通过向溶液中添加三羟甲基氨基甲烷(tris)进行的。

23、如上所述的方法,所述水相a中cnc的质量分数为0.5~6 wt%;

24、所述油相b中氨基功能化的聚合物配体的质量浓度为0.1~20 mg/ml,油相b中定香剂的体积分数为0.01~50%;

25、所述多酚类化合物酸性水溶液中多酚类化合物的质量浓度为0.01~10 mg/ml;

26、所述盐酸多巴胺水溶液中盐酸多巴胺的质量浓度为5~30 mg/ml。

27、如上所述的方法,s3中,所述油相b与水相a的体积比为1:9~4:6;

28、所述高速剪切的剪切速率为6k~21k rpm,剪切时长为1~10 min。

29、如上所述的方法,s4中,所述多酚类化合物酸性水溶液的ph为3~6,振荡或搅拌时间为2~720 min;

30、s5中,所述碱性的ph为8~9,所述搅拌的搅拌速率为200~800 r/min,搅拌反应的时间为12~36 h。过程无需加热,不可密封反应。

31、如上所述的方法,所述后处理是利用离心机,将微胶囊从混合反应液中分离出来,利用滤布过滤,去离子水洗涤至溶液无色澄清,干燥得到黑色粉末,即得复合型聚多巴胺芳香微胶囊。

32、以上技术方案仅为本发明的一种可行的技术方案而已,本发明的保护范围并不仅限于此,本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计。

33、上述发明具有如下优点或者有益效果:

34、(1)本发明的复合型聚多巴胺芳香微胶囊,能够将各种芳香油微胶囊化,有效解决了芳香油在应用过程中不稳定的缺陷,其粘附性能显著优于传统微胶囊,这主要是由于壁材与基质之间形成的氢键和静电相互作用,使得微胶囊与基质之间能够形成牢固的结合,同时其机械性能好;

35、(2)本发明的复合型聚多巴胺芳香微胶囊的制备方法,采用原位沉积法,利用多巴胺碱性条件下的氧化自聚合反应形成微胶囊壁材,无需外加单体、引发剂等,无需密闭和加热;

36、(3)本发明的复合型聚多巴胺芳香微胶囊的制备方法,工艺简单、制备效率高、反应条件温和且所采用原料均为生物可降解物质,更符合绿色环保的要求;

37、(4)本发明的复合型聚多巴胺芳香微胶囊的制备方法,通过控制氨基功能化的聚合物配体的浓度、多酚类化合物的浓度及其沉积时间、盐酸多巴胺的浓度及其聚合时间等参数可有效调控微胶囊的机械性能,该调控机制实现了微胶囊在不同应用场景下的机械刺激响应释放,从而大大提高了芳香油的利用率,应用前景好。

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