三讲微胶囊包覆技术.ppt

六 微胶囊包覆技术一概念1微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆形成微小粒子的技术，得到的微小粒子称为微胶囊。一般在微米级或毫米级。把包在微胶囊内部的物质称为囊心，包覆膜称为壁材，囊心可以是固体、液体或气体，壁材可以是无机物也可以是有机物，根据囊心性质、用途的不同也可以采用一种或多种壁材包覆。其形状各异：图中可见，内层为囊心，外层为壁材，根据用途可制成各种形状微胶囊12优点：1）囊心性质不受影响，在适当条件下，壁材破坏又能将囊心释放出来2）运输、使用、储存方便，如液体包覆后变成固体干燥粉3）性质不稳定的囊心不变质，与环境隔开，免受氧气、湿度、紫外线等的影响延长了使用和保存期4）如果壁材具有半透性，则液体囊心可通过溶解、渗透、扩散，通过壁材缓慢释放，可通过改变壁材的化学组成、厚度、硬度、孔径大小等控制如药中的缓释胶囊。2二微胶囊技术1.应用化学原理制备微胶囊a界面聚合法界面聚合法是建立在界面缩聚反应的基础上的，50年代末美国杜帮公司发明，首先用于制备尼龙（聚酰胺），目前已广泛应用于聚酯、聚酰胺、聚胺酯等高分子材料的合成。特点：两种含有多官能团单体分别溶于不相混溶的两种液体中，缩聚反应在两相界面上进行，不搅拌情况下，两种缩聚反应单体在界面上接触，几分钟后界面上形成缩聚产物的薄膜，向上抽拉这种薄膜时，可得到连续薄膜，直到单体消耗完。3具有许多优点：1）反应速度快，几分钟即可完成2）反应条件温和，室温即可进行，得到分子量很高的产物3）对反应单体纯度要求不高，即使含有杂质，也能得到上述产物4）对两种反应单体的原料配比要求不严，即使原料比与实际反应差别较大，对产物分子量影响不大5）由于反应产物不断移走，因此反应不可逆，无副产物。4b界面聚合法制备微胶囊的过程1）囊心溶解性能不同，把囊心溶于分散相中（如水与有机相比例较少的一相称为分散相或不连续相，另一相称为连续相或分散介质）水溶性囊心形成油包水乳液，油溶性囊心形成水包油乳液，常加入乳化剂，反应之前充分搅拌2）把两种发生聚合反应的单体分别溶于水和有机溶剂3）把1）、2）的液体进行混合，乳化液（含囊心）位于界面4）两种混合单体从两相内部向乳化液界面移动，形成聚合物，将囊心包覆形成微胶囊52应用物理化学原理制备微胶囊a凝聚相分离法1）一般流程首先把囊心分散在含有壁材的胶体溶液中，通过搅拌形成一个稳定的分散相，呈细小微粒的分散体系如图a，其中分散相是囊心的液体或固体颗粒，连续相是壁材的胶体溶液，如加入电解质无机盐或改变胶体的温度、浓度、PH等使连续相发生分离形成两个新相（聚合物丰富相和聚合物缺乏相）如图b由于体系存在自发降低自由能的倾向，可自由流动的聚合物丰富相在囊心表面聚集如图c将囊心包覆，沉积在囊心周围形成连续的包覆膜，固化形成微胶囊，如图d,e62）明胶阿拉伯树胶凝聚法1等电点的概念：明胶是一种水溶性蛋白质，它使分子中同时含有可酸式电离或碱式电离基团的两性离子型电解质。在某一溶液PH值下，它的两重基团电离程度相等时，整个分子以内盐形式存在，把这时溶液的PH值称为它的等电点。当PH等电点时，以酸式电离为主，分子带负电荷：当PH1%时：室温形成粘稠溶胶，30以上流动性较好，40以上可任意溶于水，明胶有很强的亲水性（80以上水解，使用温度不超过70）遇冷形成凝胶（凝胶点05），溶胶凝胶之间可相互转化。凝胶固化后不能转化成溶胶，凝聚分离法正是利用固化凝胶制备微胶囊的。3阿拉伯树胶阿拉伯胶是一种易溶于水，性能良好的弱酸性的天然阴离子高分子电解质。4原理当PH值在明胶等电点以上时，将明胶和阿拉伯树胶水溶液混合，明胶此时与阿拉伯树胶都带负电荷，并不发生相互吸引的凝聚作用。把油溶性囊心搅拌下加入，将囊心分散成所需颗粒大小的水包油体系，调节PH值至明胶等电点以下时，明胶离子变成正电荷与带负电荷的阿拉伯树胶粒子相互吸引发生电性中和形成凝聚，并对溶液中分散的囊心进行包覆形成微胶囊。81.5调节PH值法可以通过调节PH值，首先包覆一层明胶阿拉伯树胶，甲醛处理，低温硬化形成壳。可以通过碱溶解，调节壳的厚度。如厚度不够，可加碱，打碎包覆层，多次包覆，直到达到要求。其工艺流程如图：93）三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊包覆弱碱性条件下三聚氰胺羟甲基化，酸催化分子间脱水形成低分子线性预聚体。酸催化缩聚进一步形成体型聚合物。三聚氰胺最多可与甲醛按1：6摩尔比进行反应，形成六羟甲基三聚氰胺。可把需包覆材料分散在三聚氰胺-甲醛树脂低分子线性预聚体溶液中，通过调节PH植，酸催化缩聚形成体型聚合物对材料完成表面包覆。具体包覆原理如下：1011b熔化分散冷凝法1.原理方法把蜡状物质熔化，将囊心分散到这种液态壁材中，然后把形成的分散液滴加入到低温惰性液态介质中，使壁材凝固对囊心进行包覆形成微胶囊。分散介质必须对囊心和壁材不溶，热稳定性和化学惰性。2.以水为分散介质的熔化分散法容器中有两个水层，上层为70热水，下层为20冷水，由于冷水密度较大，两层液体自然分开，在热水表面覆盖一层热熔的石蜡或石蜡与聚乙烯的混合物，当液态乙二胺从液面上45cm处落下时形成3mm左右的液滴撞击在液面上，通过蜡层时，表面覆盖一层70-100m的蜡，经热水时调节成球形，到冷水层时被凝聚和硬化。123利用物理和机械原理制备微胶囊a锅包法锅包法是利用糖衣锅对囊心进行滚制，用壁材包覆形成微胶囊的方法。糖衣锅是国内外至今仍广泛使用的医药界制片剂、微丸的包衣设备。其形状各异：糖衣锅在电机驱动下作旋转运动，用管道向锅内输入热空气，颗粒在糖衣锅内运动时，由于重力作用克服了离心力和摩擦力，造成颗粒转动、起落和分散，使壁材包覆均匀。囊心很少用纯物质，往往含糖和淀粉等惰性物质。壁材可用硬脂酸单甘油酯、白蜂蜡等，也可用明胶等溶解在有机溶液中。以硫酸右苯丙胺缓释药物微胶囊制备为例说明其工艺：13用过1214目筛的细粒白糖作惰性基质放在糖衣锅中，旋转条件下喷入细雾状水滴，使糖份充分润湿，表面发粘，然后撒入一定量过筛分细的硫酸右苯丙胺药物，用热空气干燥，使药物粘在糖粒基质上，重复三次，使药物含量达到要求.1415b挤压法这是一种低温条件下的加工生产微胶囊技术。原理：将混悬在一种液化的碳水化合物介质的混合物经一系列模孔，用压力将其挤进一种凝固液的液浴中，当混合物接触到凝固液时，包覆材料从溶液中析出，对囊心包覆并发生硬化，形成挤压成型的细丝状微胶囊，从凝固液中把这种细丝分离出来加以干燥得产品。16微胶囊香精的制备：将柑橘精油加入合适的乳化剂使其以微滴形式悬浮在已液化的固体糖浆粉和谷胺酸组成的基质中，在夹层锅中加热至125混合熔化，倒入密闭锅中，充入氮气加压，混合物经一系列模孔被挤压成细丝流进冷凝用的-20异丙醇凝固液中固化，转动叶片的搅拌作用把细丝打断形成很短棒状颗粒（约1mm）从凝固液中分离出微胶囊颗粒，真空干燥。囊心：香料壁材：异丙醇作业：1）明胶-阿拉伯树胶凝聚法的原理和工艺2）熔化分散冷凝法微胶囊包覆的原理和工艺及应用3）锅包法制备硫酸右苯丙胺缓释药物微胶囊的原理及工艺流程17