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胶囊化技术具有改变芯材活性成分的理化性质,控制芯材释放以及免受环境影响的优点,已被广泛应用于生物医药、农业、计算机、食品加工、化妆品等领域。毫米级中空海藻酸钙(Ca-SA)载水胶囊具有制备方法简易,操作简单,制备的胶囊粒径均一且可控的优点,因其特殊的核壳结构,在一些特定的领域比如生物医药、食品加工、香精封装、化妆品、烟草等具有重要的应用价值。但是,由于Ca-SA胶囊半透性的囊膜不能完全阻止胶囊内相水分的挥发,在非水的环境下胶囊容易失水塌陷,缩短了胶囊的使用寿命。因此,如何抑制Ca-SA胶囊内部水分的挥发,提高胶囊在非水环境的适用期和储存期,是目前亟待解决的关键问题。基于此,本文采用反滴法制备了单分散性良好,粒径均一且球形度较好的毫米级中空Ca-SA载水胶囊。采用原位聚合的方式,利用聚多巴胺(PDA)、无机纳米材料MWNTs和氰基丙烯酸乙酯(ECA)对Ca-SA胶囊进行表面改性及封装。制备了包覆了一层或多层阻水层的改性胶囊。主要研究工作如下:采用反滴法制备毫米级中空Ca-SA载水胶囊,采用原位聚合的方法将PDA包覆到胶囊表面,制备了PDA@Ca-SA胶囊。采用紫外-可见光分光光度计法测定不同条件下在DA在反应过程中的反应活性。增加DA的浓度、加入强氧化剂SP以及选用碱性缓冲液体系下,均能提高DA在溶液中的反应活性,加快DA聚合形成PDA的速率。探究了DA浓度、反应体系pH值和氧化剂的种类对改性胶囊形貌、粒径、膜厚、球形度以及失重率的影响。结果表明:在反应过程中,DA发生氧化聚合反应形成PDA纳米粒子包覆到胶囊表面,在胶囊表面形成了一层均匀的PDA涂层。在碱性缓冲液中,使用SP氧化剂,DA浓度为2 g/L时制备改性胶囊具有良好的单分散性和球形度,保水性能最好,相比于未改性的胶囊,水分完全挥发的时间延长了近两倍。利用无机纳米材料MWNTs的特殊性能,借助PDA极强的黏附性,采用原位聚合法方法对Ca-SA胶囊进行表面改性和修饰,成功制备了MWNTs-PDA@Ca-SA改性胶囊。考察了MWNTs的浓度和反应时间对胶囊形貌、粒径、球形度和失重率的影响。结果表明:在反应过程中,DA发生氧化聚合反应生成PDA纳米粒子附着在胶囊表面,形成一层致密均匀的PDA膜,同时吸附溶液中分散的无机纳米材料MWNTs包覆到胶囊表面,在胶囊表面又形成了一层均匀的无机纳米包覆层,进一步延缓了胶囊内相水分的散失。当MWNTs浓度为0.6 g/L或1.0 g/L时,胶囊的保水效果最佳。采用原位聚合的方法利用ECA对Ca-SA载水胶囊进行表面包覆改性,在胶囊表面包覆一层PECA聚合物,从而降低胶囊芯层溶液的挥发速率。本研究首先筛选了适宜的溶剂,考察了不同溶剂体系、ECA溶液的添加量,反应时间对改性胶囊外貌、粒径、球形度和失重率的影响。研究表明:适宜溶剂满足三个条件:(1)溶剂不溶于水;(2)溶剂可溶解ECA溶液;(3)溶剂不会破坏Ca-SA胶囊结构。在含苯环的芳香族有机溶剂中,以甲苯和乙苯为溶剂,ECA溶液的滴加量为6 mL,反应时间为60 min时制备的改性胶囊具有较好的球形度,保水性能最好,1 h失重率分别为16.1%和35.5%,而未包覆的胶囊1 h后内相水分已全部散失。在氯代烷烃类有机溶剂体系中,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳体系中均能制备出球形度较好的改性胶囊,当ECA溶液的滴加量为6 mL,反应时间为60 min时,在四氯化碳溶剂体系中制备的改性胶囊保水性能最佳,1 h失重率仅为11.83%,大大提高胶囊在非水环境下的储存稳定性和寿命。