微纳米胶囊技术是利用天然或人工合成的高分子壁材将固体小颗粒、液体微滴或气体芯材包覆起来,形成直径一般在1 nm~1000μm的微球的微型包覆技术。将芯材微胶囊化可隔绝外界环境对芯材的影响进而提高芯材的贮存稳定性,因此种类丰富、形式多样的微纳米胶囊体系逐渐被开发出来。微纳米胶囊技术显著改善了芯材容易挥发和变质的不足,但却引入了胶囊粒径大且不均匀、有毒单体的使用和芯材包埋率较低等问题。因此,迫切需要设计和开发小粒径且包埋率高的环保新型微纳米胶囊体系。水凝胶材料是由环境友好型高分子和水分子组成,集吸水、保水、缓释于一体的三维网络结构材料,具有高比表面积、高含水量、高稳定性、刺激响应性等优点。其在纺织、医药及其他领域有极其重要的研究价值和广阔的市场应用前景。基于此研究背景,为制备新型功能化的环境友好型微纳米胶囊体系,本论文基于水凝胶技术,设计和制备了以下几种水凝胶微纳米胶囊体系:1.为了解决传统的单因素变量法探究工艺条件成本高的问题,本研究工作采用响应面法,得到了制备最大包覆率薄荷素油微胶囊的最佳工艺条件,同时以1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯单体自交联形成的聚合物为壁材,解决了传统微胶囊体系有毒单体残留的问题。将制备的香精水凝胶微胶囊整理到织物表面,可实现织物香味的持久留香。该性能为水凝胶微胶囊技术在纺织领域的应用提供了可能。2.在成功制备香精水凝胶微胶囊的基础上,利用相分离原理,通过绘制伪三元相图,得到了水包油水凝胶纳米胶囊形成的参数范围。基于伪三元相图,以聚二甲基丙烯酸乙二醇酯为壁材,薄荷素油为模板芯材,采用细乳液聚合法,合成了一系列小尺寸单分散的水凝胶纳米胶囊。该水凝胶纳米胶囊可使薄荷素油的储存热稳定性由50℃提高至100℃。同时水凝胶纳米胶囊的大小可通过壁材单体中含有的碳原子数目进行调节。这对于制备粒径可控的水凝胶纳米胶囊提供了一种新的研究思路。3.提出了一种以环境友好型水凝胶为模板,在其内部引入铁源再通过原位还原形成磁性水凝胶纳米胶囊的方法。本研究工作首先以N-叔丁基丙烯酰胺(TBA)、丙烯酸(AA)为功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,先采用乳液沉淀聚合法,合成了一系列小尺寸、单分散的P(TBA-co-AA)纳米水凝胶。接着利用原位还原法制备了P(TBA-co-AA)磁性水凝胶纳米胶囊。该水凝胶纳米胶囊体外成像清晰,对比度高,可作为一种潜在的核磁共振成像造影剂。4.把水凝胶与纳米胶囊相结合,成功设计和制备了一种智能水凝胶纳米胶囊体系,即羟丙基甲基纤维素-聚甲基丙烯酸胰岛素水凝胶纳米胶囊。由于羟丙基甲基纤维素临界温度的可控性使得体系对胰岛素具有优异的pH敏感性和温度敏感性。该水凝胶纳米胶囊作为一种新型长效胰岛素释放剂在治疗糖尿病方面潜力巨大。5.以水凝胶微纳米胶囊技术为基础,本研究工作以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为基础单体,分别与丙烯酸、N-叔丁基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、2,3,4,5,6-五氟苯酚基丙烯酰胺以及L-N-丙酰基苯丙氨酸(APhe)在水中进行共聚反应得到一系列粒径均匀的纳米水凝胶。研究表明,纳米水凝胶在蛇毒以及血清中对蛇毒金属蛋白酶(SVMP)有较强的亲和抑制作用且对其他蛇毒成分也具有较强的吸附作用,有望达到用单一类型的纳米水凝胶替代血清抗体的目的。综上所述,本论文以水凝胶为载体,成功设计和制备了具有不同功能性的新型微纳米胶囊体系,并对其在不同领域的应用潜力进行了评估和探讨,为其他水凝胶微纳米胶囊体系的研究提供了参考。