上海念相生物科技有限公司上海201702
摘要：通过对物质进行微胶囊化可以实现许多目的：改善被包囊物质的物理性质、提高物质的稳定性、使物质免受环境的影响；改善被包囊物质的反应活性、耐久性、压敏性、热敏性和光敏性，屏蔽气味、降低物质毒性；将不相容的化合物隔离等。随着微胶囊技术的发展及日用化学品特殊的要求，微胶囊技术在日用化学品中的应用也越来越广受关注。
关键词：微胶囊；日用化学品；制备；应用
微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，它能包封和保护其囊芯内的固体或液体微滴。被包裹在微胶囊内部的物质称为芯材，其大小一般为微米或者毫米级。包裹在微胶囊外部的材料被称为壁材。微胶囊技术是一种微包装技术，是用天然或合成高分子成膜材料把分散的固体、液体或气体包覆而形成微小粒子的方法。
一、微胶囊的特性及其制备方法
1.微胶囊的制备方法。通常根据性质、囊壁形成的机制和成囊的条件分为物理法、物理化学法、化学法等3大类，报道的制备方法已超过200种，其中以凝聚法、界面聚合法、原位聚合法应用最广。化学法制备微胶囊化学法的优点是可以有效地包覆疏水性物质或疏水性大单体，且原料多样，可以制备不同类型的微胶囊，主要包括细乳液聚合、悬浮聚合、原位聚合、界面聚合以及乳液聚合等。（1）界面聚合法。是两种以上的不相容壳材料单体分别溶解在不相容的两相中，芯材料在溶有壳材料单体的连续相中分散或乳化，在芯材料的表面两种单体聚合反应形成微胶囊。界面聚合法比较适合包囊液体，因为反应物从固相进入聚合反应区比液相难。界面聚合反应制备微胶囊的过程包括：1）通过适宜的乳化剂形成油包水乳液或水包油乳液，即将水溶性反应物的水溶液或油溶性反应物的油溶液分散进入有机相或水相；2）在油包水乳液中加入非水溶性反应物，或在水包油乳液中加水溶性反应物以引发聚合，在液滴表面形成聚合物膜；3）将含水微胶囊或含油微胶囊从油相或水相中分离。（2）原位聚合法。原位聚合法和界面聚合法密切相关。界面聚合参加反应的单体一种是水溶性的，一种是油溶性的。在原位聚合中，是把单体和引发剂全部加入分散相或连续相中，即单体和引发剂全部溶于囊芯的内部或者外部。由于单体在一相中是可溶的，而生成的聚合物在整个体系中是不溶的，聚合物就会沉积在芯材液滴的表面。原位法的典型例是通过尿素或三聚氰胺与甲醛的聚合来制备胶囊，将表面带有电荷的TiO或各种颜料颗粒分散在油相中，可以获得电子墨水微胶囊。胶囊对电场有明显的响应性。如果将光敏性物质包覆在油核内则可以得到感光性彩色微胶囊。与其他的微胶囊化方法相比，原位聚合法成球相对容易，壁厚及其包物含量可控，收率较高，成本低，易于工业化。
2.物理化学法。又称相分离法。此方法是先将聚合物溶于适当的介质中，并将被包裹物分散于该介质中，然后向介质中逐步加入聚合物的非溶剂，使聚合物从介质中凝聚出来，沉积在被包裹颗粒表面而形成微胶囊。物理化学法主要是通过改变温度、pH值、加入电解质等，使溶解状态的成膜材料从溶液中聚沉，并将芯材包覆形成微胶囊，根据芯材的水溶性不同可分为水相分离法和油相分离法；根据聚合机理不同分为单凝聚法和复凝聚法。主要包括：水相分离法（凝聚法）、油相分离法、干燥浴法（复相乳液法）、熔化分散法和冷凝法、粉末床法等。
3.物理法（机械方法）。物理方法是通过机械搅拌的方式首先将芯材和壁材混合均匀，细化造粒，最后使壁材凝聚固化在芯材表面而制成微胶囊。根据所用设备和造粒的方式的不同，物理机械法制备微胶囊可采用空气悬浮法（Wurster法）、喷雾法、真空镀膜法及静电结合法等。（1）空气悬浮法。该法是一种适合多种壁材的微胶囊化技术。先将固体粒状的芯材分散悬浮在承载气流中，然后在包囊室内将壁材喷洒在循环流动的芯材上，芯材悬浮在上升的空气流中，并依靠承载气流本身的湿度调节对产品实行干燥。该法可使壁材以溶剂、水溶液乳化剂分散体系或热熔物等形式进行包裹，通常只适用于包裹固体芯材。多用于香精、香料及脂溶性维生素等微胶囊化。（2）喷雾法。将芯材分散于壁材的稀溶液中，形成悬浮液或乳浊液。用泵将此分散液送到含有喷雾干燥的雾化器中，分散液则被雾化成小液滴，液滴中所包含的溶剂迅速的蒸发从而使壁材析出形成囊壁。用此方法得到的微胶囊直径一般在10~300μm，具有不规则的外形，是一些小粒子的集合体。（3）静电结合法。此法原理是将带相反电荷的芯材颗粒和壁材经过喷雾器而释放到空气中，利用其静电吸引而结合在一起形成微胶囊。例如：含甘油的尼龙微胶囊的制备。
二、微胶囊在日用化学品中的应用
1.香料微胶囊。随着有机化学、合成香料工业的迅速发展，许多新的香料相继问世。香料在食品、洗涤剂等领域中应用广泛。将香料微胶囊化，可使香料适用于多种用途。在食品中，香料微胶囊可防止香料与食品相互作用，减少香料之间的相互作用并减少热、光等作用。香料微胶囊用于洗涤剂，可以防止香料在水洗受热时挥发变质，有效地控制香料成分释放。芳香味微胶囊进入织物内部并保留下来，然后缓慢释放香味，使纤维产品具有持久的香味。在墨水中加入香料微胶囊，将水性油墨喷出图像后，香料微胶囊压破，放出香气。在刮涂游戏卡上涂一层香料微胶囊，当被刮涂时释放出香气，可提高消费者的兴趣。
2.化妆品微胶囊。目前，许多化妆品采用微胶囊技术是由于特殊需要将化妆品中某些原料包封起来，从而起到原料缓释、遮盖、助渗透等作用。化妆品添加剂微胶囊化后，可以使化妆品添加剂即时、缓慢释放；使有效成分更加稳定；保护皮肤免受特殊添加剂的刺激；还可以遮盖不雅颜色。以活性酶、色素紫外线吸收剂、皮肤润湿剂制成的微胶囊产品可以透过表皮的障碍层（如死细胞层）而进入表皮以下的深层组织，持续释放活性物质，持久护理皮肤。粉底、眼影、洗面奶、清洗指甲油用溶剂等常采用微胶囊技术。粉底化妆品的微胶囊在适当的压力下破裂，即可涂到需要它的皮肤上。清洗指甲油用溶剂制成微胶囊，涂在指甲上，在一定压力下释放溶剂，洗去指甲油。
3.洗涤用品微胶囊。洗涤剂中常含增白剂、漂白剂、去污剂、表面活性剂、纤维柔软剂及蛋白酶等活性成分，这些活性成分都可作为芯材进行微胶囊化处理，以保护敏感成分免受光、热、湿、氧化、紫外线的负面影响或在贮存中引起的损失，便于加工、处理、包装和运输。有大量水分的液体洗涤剂中，蛋白酶能降解蛋白质的活性，但对于其它共存的复配酶是威胁。将蛋白酶微胶囊化后，可阻止蛋白酶对其它酶的降解作用，其使用时胶囊破裂，才释放出酶，分解有机污垢，从而提高洗涤效果。过碳酸钠是一种含氧漂白剂，属于绿色助剂。它不破坏纤维，不引起纤维泛黄，不需要高温释氧。但是稳定性差，少量的湿气就引起分解，微量的铁、铜、钴和其它重金属离子均会加速其分解，合成沸石对其分解有着严重的催化作用。过碳酸钠漂白剂微胶囊化后呈颗粒状，易流动，不凝聚，可以避免在贮存过程中分解，不破坏纺织物。
总之，能够改善物质性能的微胶囊新技术，将给人们提供许多新型产品，满足人们各种需求，不断提高人们的生活质量，具有广阔应用前景。目前，微胶囊的研究重点是其稳定性、释放性等。日用化学品微胶囊应注意壁材的可降解性，确保其不污染环境。开发安全无毒、环境又好、价格低廉的微胶囊将是微胶囊在日用化学品应用研究中的重点之一。
参考文献：
[1]刘敏健，陈红萍，杨得军.等，微胶囊化技术及应用.2016.
[2]王治齐，张新华，刘琼，浅谈微胶囊的制备及其在日用化学品中的应用.2017.