基于木质素脲醛树脂及木质素烷基桥联的微胶囊制备及性能研究

发布时间：2020-10-16 07:34

　　 木质素来源丰富、可再生但是利用率低,以其作壁材制备微胶囊是在材料领域高值化利用的有效途径。本文利用木质素磺酸钠(LS)与甲醛、脲的乳液原位聚合制备木质素/脲醛树脂微胶囊(LS/UFMC);以碱木质素(AL)或LS为原料,利用木质素结构中的酚羟基活性位点,通过木质素与1,6-二溴己烷在油水界面进行烷基桥联反应制备木质素基微胶囊(LMC),并将两种方法制备的木质素微胶囊应用于农药阿维菌素(AVM)的包封。主要研究内容及结论如下:1、研究了制备脲醛树脂微胶囊(UFMC)过程中搅拌转速和甲醛加入速度的影响。发现转速过大时易导致乳液破乳,转速过慢时微胶囊团聚严重。当搅拌转速为300 r/min时,制备的UFMC形貌和分散性好;在此转速下进一步研究了甲醛加入方式的影响,发现甲醛加入越缓慢,越有助于UFMC的形成。2、以含LS、脲、甲醛的水溶液作连续相,以甲苯作为油相,采用O/W乳液原位聚合的方法制备LS/UFMC。扫描电镜和红外分析表明LS成功引入到UFMC中,制备的LS/UFMC形貌圆整、表面粗糙。系统研究了反应初始pH、反应温度、交联剂用量等制备工艺条件对LS/UFMC表面形貌的影响,确定制备LS/UFMC的最佳工艺条件为:油水比为1:9,芯壁比2.5:1,交联剂NH_4Cl和间苯二酚用量均为0.56%,初始反应的pH为3.5,反应温度为55℃。研究了LS取代率的影响,发现LS对脲的取代率为20%时,制备出的LS/UFMC对AVM包封率为81.5%,缓释和抗光解性能最好。3、将AL或LS溶于水中后分别作为水相,以含桥联剂1,6-二溴己烷的环己酮作为油相,Tween80作乳化剂,通过在O/W乳液界面处发生烷基桥联反应制备碱木质素基微胶囊(ALMC)和木质素磺酸钠基微胶囊(LSMC)。扫描电镜结果表明LMC呈球形或类球形。ALMC和LSMC制备过程中最佳工艺条件为:反应初始pH为11和7,反应温度为80℃,AL或LS与桥联剂的质量比为1:0.8和1:0.6。ALMC和LSMC对AVM的包封率分别为88.7%和79.4%。在乙醇/水缓释体系中释放48 h后,AVM@ALMC和AVM@LSMC的累计释放量分别为61.47%和68.38%,在紫外灯光照射72 h后,AVM@ALMC和AVM@LSMC的有效保留率分别为85.05%和82.80%。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ450.4
【部分图文】：

图 1-1 界面聚合法制备微胶囊的反应原理[60]：A-单体；Bigure 1-1 Reaction mechanism of microcapsules prepared by inpolymerization: A-monomer; B-monomer将单体全部分散在分散相或连续相中，在表面活性 W/O 乳液，由于生成的聚合物在体系中不溶，它们积在芯材表面，最后将芯材完全包覆形成微胶囊[66壁所用的单体既可以是水溶性单体，也可以是疏水合物或预聚体。当制备微胶囊的囊壁原料是水溶性材分散在水溶液中，在外力作用下乳化形成均匀分壁材进行原位聚合时，则是要将单体溶在芯材溶液理如图 1-2 所示。

图 1-1 界面聚合法制备微胶囊的反应原理[60]：A-单体；B-单体Figure 1-1 Reaction mechanism of microcapsules prepared by interfacialpolymerization: A-monomer; B-monomer聚合法是将单体全部分散在分散相或连续相中，在表面活性剂和机械搅 O/W 或 W/O 乳液，由于生成的聚合物在体系中不溶，它们便会在油水下大量沉积在芯材表面，最后将芯材完全包覆形成微胶囊[66, 67]。在原位微胶囊囊壁所用的单体既可以是水溶性单体，也可以是疏水的油溶性单分子量聚合物或预聚体。当制备微胶囊的囊壁原料是水溶性单体或预聚油溶性芯材分散在水溶液中，在外力作用下乳化形成均匀分散的乳滴；性单体作壁材进行原位聚合时，则是要将单体溶在芯材溶液中。原位聚的反应原理如图 1-2 所示。

用蠕动泵以 5.5 mL/min 和 1.1 mL/min 的速度滴加等九组制备 UFMC 的实不同的搅拌转速和甲醛加入方式下制备 UFMC 的实验结果。 3-1 可以看出，九组实验条件下制备出的 UFMC 在静置 24 h 后都会分层为油相的甲苯密度小于水，成功包覆油相的 UFMC 在溶液中受到的浮力以在静置一段时间后会发生分层，悬浮于上层。当搅拌转速为 200 r/min 和无论甲醛以何种方式加入，产物静置后底部都不会有沉积。当搅拌转速为制备出的 UFMC 在静置后底部都有沉积。对制备出的九组 UFMC 的粒径从表 3-1 可以看出，当搅拌转速保持不变的条件下，甲醛的加入方式不同UFMC 的粒径结果呈现一定的规律性。当甲醛加入方式从一次性加入到 1.1 mL/min 的情况下，所制备出的微胶囊的粒径呈现先减小后增大的趋对制备出的九组 UFMC 进行具体分析。
【参考文献】

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1 韩京坤;张宪鹏;白海秀;张大侠;李北兴;慕卫;刘峰;;利用酚醛环氧树脂-丙二胺聚合物制备高效氯氟氰菊酯微囊[J];农药学学报;2017年05期

2 杨辉;高红芳;;反溶剂法制备肉桂醛/乙基纤维素微胶囊及其表征[J];高分子材料科学与工程;2017年07期

3 史秋兰;周艳春;刘速;赵俭波;谢敏杰;;超声波辅助提取甘草渣木质素工艺优化[J];浙江农业科学;2016年03期

4 张姚;赵迪;焦鑫;叶凯;鲁希华;邱高;;以聚脲为囊壁薄荷素油微胶囊的制备及表征[J];高分子学报;2016年01期

5 张秋香;陈建华;陆洪彬;唐伟;陆玉;高扬之;;纳米二氧化硅改性石蜡微胶囊相变储能材料的研究[J];高分子学报;2015年06期

6 邓永红;刘友法;张伟健;邱学青;;木质素基偶氮聚合物胶体球的制备[J];物理化学学报;2015年03期

7 高合意;李晋文;陈正珍;;化妆品中微胶囊技术的应用[J];生物技术世界;2015年02期

8 于欣;黄占华;杨庆东;;SiO_2/β-环糊精/脲醛树脂微胶囊相变材料的制备[J];东北林业大学学报;2014年06期

9 徐畅;陈智杰;金黔宏;韩建;戚栋明;;界面聚合法制备聚氨酯/檀香精油微胶囊[J];丝绸;2013年11期

10 杨石有;刘德坤;张翠;张少飞;邓振洲;李正杨;黄彬彬;吴祖建;吴刚;;毒死蜱微球和乳油在水中的消解动态及其对白纹伊蚊幼虫的毒力[J];农药学学报;2013年04期

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2 周斌;层层自组装制备载药壳聚糖/木质素磺酸钠微胶囊及其释药行为[D];北京化工大学;2008年

本文编号：2842958