微胶囊化方法及常用壁材

第六节 微胶囊化技术在粮油加工业的应用
微胶囊技术(Micro-encapsulation)自1957年由GreenB.K
提出，发展至今已有四十多年历史。 一、微胶囊化技术的概念和基本原理 • 将日常生活中人们服用的胶囊药物缩小到直径只有5μm～ 200μm范围内得到微小粒子称之微胶囊。 • 微胶囊技术是将固体、液体和气体物质包埋在一个微型胶 囊内，成为一种固体微粒的技术。 • 微胶囊化壁材分为：适用于包埋油溶性和水溶性物质壁材。 • 包埋油溶性物质微胶囊化壁材有：碳水化合物类、蛋白质 等。 • 碳水化合物类有：麦芽糊精、蔗糖、环糊精、阿拉伯胶、 海藻酸盐等； • 水溶性物质或固体颗粒包裹材料：蜡质、卵磷脂、脂质体 等。
• 思考题： • 1.举例说明现代高新技术在粮油深加工中的应用。（要求
说出至少五种高新技术的应用并举出相应实例）。
• 2.超临界流体萃取技术原理是什么？ • 3.微胶囊化方法大致分为三
类 、 、 。
• 1.答题要点：可从生物枝术、超微技术、挤压技术、自动
化工艺控制技术、膜分离技术、超临界C02萃取技术、高 效分离技术等高新技术角度进行论述。 • 2.答题要点：超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临 界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对 超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下， 将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极 性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。虽 然对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可 以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升 温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全 或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体 萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
• 3.答题要点：水剂法提取花生蛋白是利用提取油

（三）微胶囊造粒方法
1.物理方法 喷雾干燥, 喷雾凝冻, 空气悬浮, 真空蒸 发沉积, 静电结合, 多孔离心 2.物理化学方法 水相分离, 油相分离, 囊心交换, 挤压锐 孔粉末床, 熔化分散,复相乳液 3.化学方法 界面聚合,原位聚合,分子包囊,辐射包囊
（四）微胶囊的释放
1. 释放时间 立即 延时（缓释） 2. 释放方法 物理 电磁 化学 机械方法( 加压 破形 摩擦) 加热方法 燃烧 熔化 用酶, 溶剂或水对其溶解
2. 特点
包裹率高；多余壁材与微胶囊产品的分离效 果好。 壁材一般为纯物质，为热熔型，最好熔化后 粘度小于5000cP；
心材最好为球形（可小于150m）。
工作原理图：
三、物化法微胶囊造粒技术
（一）相分离法（水相，油相分离法） （二）囊心交换法 （三）挤压法 （四）锐孔法
（五）粉末床法
（一）相分离法
形成胶囊壁（薄膜）。
原理示意图：
活性单体举例：
2.特点
（1）聚合反应 缩聚或加聚反应， 如为前者，反应时会放酸， 不适合易酸变性的材料； （2）用于酶时，要注意选择合适的单体； （3）可使疏水性也可使亲水性材料的溶液或分散 液微胶囊化； （4）膜极薄，约20纳米，有半透性； （5）其物性受反应时间影响； （6）微胶囊大小 1 至几微米，由第一种单体分散滴的大小决定 也受搅拌速度及乳化剂浓度影响。
第三章 微胶囊技术
概 述
微胶囊 一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装品。 微胶囊造粒技术
将固体,液体或气体物质包埋,• 封存在一种微
型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。
简 史
胶囊化：源于十九世纪---药物 微胶囊化：源于上世纪三十年代，设想用天然高分
子材料来包裹微小液滴；

图1、微胶囊结构
微胶囊的性能：
(1)隔离性能 ：一些具有光敏、热敏或生物性的材料制成芯材 包埋后，在需要释放的时候，利用光、热、压力及生物作用 等手段破坏壁材，即可释放出芯材； (2)缓释性能 ：芯材通过囊壁逐步渗透挥发，延长了作用时间； (3)发泡性能 ：微胶囊处于一定温度时，芯材溶剂气化，壁材 被膨胀，便可达到发泡的目的，这种性质主要应用于发泡印 花以及隔音非织造布。
三、微胶囊在染整上的应用及应用原理：
微胶囊在羊毛染色的作用机理：由于羊毛吸收微胶囊（羊毛内部的脂类所制备 的），与本身所含脂类结合、溶解，从而使得羊毛的细胞膜复合体会发生一定 的结构改变，进而增强羊毛对染料分子的渗透性，即染料通过细胞间扩散进入 羊毛内部，微胶囊染料在羊毛细胞间的扩散即使在低温条件下，该种微胶囊壁 材也能够与羊毛内部脂类发生相似相溶。
分散染料微胶囊的制备:
①分散染料微胶囊的制备是在染料颗粒外，包 裹一层高分子材料外壳(高分子树脂)，形成微 米级的球形或不规则的染料微胶囊； ②采用原位聚合法，以醚化蜜胺树脂预聚体作 为壁材原料，用特制的功能性高分子分散剂将 分散染料分散于水相，在外力作用下使之形成 小粒子，在适当 pH值条件下，逐步滴加醚化 蜜胺预聚物，预聚物分子向染料粒子表面富集、 活化并以较快的速度缩合聚合，形成壳层。
三、微胶囊在染整上的应用及应用原理：
微胶囊染色
微胶囊印花
后整理
三、微胶囊在染整上的应用及应用原理：
3.1、微胶囊染色：
• 优点：①在无水体系中染色时，该技术的无水或节水操作，可节约水资源；
②微胶囊水系染色时，一些染料经微胶囊化后，由于微胶囊壳的阻隔作用， 可 使原来 不能同浴的染化料进行同浴染色，可简化工艺流程，节能、省时、省工。

应用


颜料、染料中的应用:在颜料粒子表面形成一层或多层 改性包覆膜,可提高颜料在分散介质中的润湿性和分散 性。不同的颜料,通过选择不同的包覆材料,可制得具 有良好着色力、光泽度及耐光、耐热、耐溶剂等性能 的微胶囊颜料。 粘合剂中的应用:微囊化的粘合剂通常以固态存在,使 用前并无粘性,仅在施压后产生粘性,所以使用极为方 便,操作简单,并降低了粘合剂中某些组分的毒性及挥 发性,而且不会因为久置而失云粘接效果。

（三）微囊化的方法和步骤
干燥浴法： 1.选择一种与水不相混的溶剂,沸点比水低的易挥发有机溶剂 2.把载体聚合物溶解在这种溶剂中 3.把药物水溶液分散到上述溶液中,通过搅拌加入表面活性剂等手段形 成油包水型乳液。 4.单独制备一种含有胶体稳定剂的水溶液作微胶囊化的介质溶液,在搅 拌作用下将油包水乳液加到介质溶液中并分散形成水包(油包水)乳 液的多相乳液,然后除去有机溶剂,水洗,收集微球,冻干。
微胶囊技术：
•1936年11月：大西洋海岸渔业公司(Atlantic Coast Fishers)提出了适用于 在液体石蜡中，制备含鱼肝油明胶微胶囊的专利申请。
•1940年10月，明胶产品有限公司提出了采用一种同心的三层锐孔，创备 含药物双壁微胶囊的专利申请。
•1949年1月：威斯康星校友研究基金会提出了利用Wurster发明的空气悬 浮法，将固体微粒微胶囊化的专利申请。 •1950年4月：东方柯达(Eastman Kodak)公司提出了将彩色照片用的乳液 和三种基色颜料包敷(即微胶囊化)制备混合颗粒的专利申请。

此方法制得的药物包封率可接近100%。
（四）性能测试

微胶囊的性能一般指微胶囊的大小、包囊层厚度、囊 心物的质量百分数、包囊膜的渗透性、表面电荷密度、 微胶囊的形态等。 影响微胶囊性能的因素有:pH、离子强度、搅拌速度、 温度、表面活性剂的种类及用量、包囊材料的性能、 囊心物与包囊材料的比率、包囊材料与溶剂的比率等。 除此以外,对于释放型微胶囊,包囊膜的孔洞大小及几 率、介质性能等均影响其释放性能。

1958年5月；NCR公司提出了利用微胶囊化制备热敏粘合剂的专利申请。
1958年6月：NCR公司提出了有关含油的聚苯乙烯微胶囊制备方法的专利申 请。该法中使用了单体，并应用了原位聚合反应的工艺。
1958年12月：厄普约翰(Upjohn)公司提出了近20个专利申请。它们均是有
关“乳液”的微胶囊化方法。在这些专利中，有的改进了NC R的凝聚方法，
种双层锐孔来制褐藻酸微胶囊的专利申请。
特选内容
1953一1954年：NCR公司提出了利用凝聚法制备含油明胶微胶囊之基本方 法的二个专利，以及利用上述基本方法制备微胶囊型压敏复写纸的四个专 利。除日本外，全世界都应用了这个专利。
1956年3月：NCR公司提出了有关光电材料微胶囊化的专利申请。
1957年4月：NCR公司提出了有关彩色摄影用的化合物微胶囊化工艺的专利 申请。
于商业中，至1981年，此种微胶囊的产量就超过5×106t. 应用范围扩大到医药，农用化学品，黏胶剂和液晶等各
个领域。
2
特选内容
•1936年11月：大西洋海岸渔业公司(Atlantic Coast Fishers)提出了适 用于在液体石蜡中，制备含鱼肝油明胶微胶囊的专利申请。
•1940年10月，明胶产品有限公司提出了采用一种同心的三层锐孔，创备 含药物双壁微胶囊的专利申请。
微胶囊
Microencapsulation processes
1. 发展简史 2. 基本概念 3. 微胶囊的常用壁材 4. 微囊化的方法 5. 应用
1
特选内容
1 发展简史
在微胶囊化领域里，Wuster和Green是两位伟大的先驱者。 微胶囊化始于本世纪30年代，但发展非常迅速。迄今有
一百多个研究室在开发微胶囊技术。 隐色压敏复写纸的发明是微胶囊化技术第一次成功应用

香精香料微胶囊化及其控制释放微胶囊技术（Microencapsulation）是20世纪30年代发展起来的一种利用天然或者合成的高分子材料，将固体、液体甚至是气体物质，包覆形成为直径在 1 ~1000 μm 范围内的微型胶囊以及保留或截留其他物质的微粒，从而达到保护、控释等效果，实现微胶囊化过程的技术。

该技术经过几十年的不断发展，目前已相继在食品、化工、医药、生物技术等领域中得到广泛的应用。

尤其在香精香料行业中近年来发展迅速，已有商品化产品生产。

香精香料微胶囊化技术是用壁材包裹香精香料确保其在食品加工过程中挥发而损失，食品的风味和香气是食品产品的主要质量指标之一，在世界消费趋向崇尚香味的潮流下，香精香料微胶囊化就显得越来越重要。

香精香料的微胶囊化和其他微胶囊技术相比，有其自身的特点：（1）风味物质是由多种对水和油的溶解性各不相同的成分组成，因此在微胶囊化过程中难免有所损失；（2）风味物质的沸点一般为30℃~180℃，挥发性强，易损失；（3）许多环境敏感性物质，对pH、氧、光、热要求苛刻，微胶囊化相对困难；（4）风味物质从微胶囊中的释放问题尤为重要，这就给壁材选用和制造工艺带来了更复杂的问题。

香精香料微胶囊化从20世纪50年代开始发展，至今这方面的研究仍处于方兴未艾之势，本文就香精香料微胶囊化的壁材种类、制备工艺及控制释放等方面作详细综述，以期促进香精香料微胶囊技术理论研究和实际应用的进一步发展。

1 香精香料微胶囊壁材种类通常把包在微胶囊内部的物质称为“芯材”，将微胶囊的外壳材料称为“壁材”，微胶囊壁材的选择在很大程度上影响其性能。

一般对香精香料微胶囊壁材的要求主要有：无毒稳定，符合食品添加剂卫生标准，不和芯材发生反应；壁材应具有高浓度低粘性；壁材在干燥过程中，溶剂能完全地被脱去；壁材能保护活性物质；壁材应保证良好的乳液稳定性和有效分散性，使香料能在合适的时间和部位释放。

要对食品中香料释放进行控制，就需要对香料化合物和食品主要成分（如油脂、多聚糖、蛋白质等）发生的物理化学反应有很好的了解。

或凹陷变形，还使壁材变性
• 出风温度： 60-120 ℃ ，控制产品水分，T出风=塔内整体温度，恒定进风温 度下，由供料量决定，在保证充分雾化下，供料速度快则T出风低
• 均质压力： 3bar-6bar，若过高，比表面积过大，比表面能大不利于乳状液 稳定
• 均质温度： 40-70℃为宜 • 高压泵压力: 17.5bar-34.5bar • 进风室湿度: <80%，否则要除湿 • 芯壁材比: 越小，胶囊壁越厚，膜特性越好，孔洞和裂缝少。粘度大的壁
生产过程中的一些参数：
• 进料温度： T高，黏度低，雾化好，干燥快，降低水分，提高生产效率 • 进料速度： V增大，胶囊粒度大，松密度大，来不及干燥，水分高，粘壁 • 雾化效果： 雾化粒径小，细粉多，跑粉现象严重,雾化粒径大，比表面积
（3/r）减小，干燥速率慢，粘塔 • 进风温度： 140-220 ℃ ，太高太低都粘壁，太高蒸发过度，膜易裂纹爆破，
即络合反应。螯合剂是多齿的配位剂。即一个配位剂可以与中心离子形成两个及
以上的配位键。常见的螯原子主要是N,O和S。 铜、铁等重金属离子是促进氧化的催化剂，它们能缩短诱导期，提高过氧化物的 分解速度，从而提高了自由基产生的速度。它们的存在会使抗氧化剂迅速发生氧
化而失去作用。
协同效应: 抗氧化剂之间 乳化反应：物理 超分子包合：疏水作用
1、温度20～25℃氧化即可发生美拉德反应。一般每相差10℃,反应速度相差3～ 5倍。30℃以上速度加快,高于80℃时,反应速度受温度和氧气影响小。 2、 水分含量在10%～15%时,反应易发生,完全干燥的食品难以发生。 3、 ｐＨ值当ｐＨ值在3以上时,反应随PH值增加而加快。
螯合反应：螯合金属，降低自动氧化速率
微胶囊的各种形态

二氧化硅壁材微胶囊及其制备方法与应用
二氧化硅壁材微胶囊是一种由二氧化硅材料构成的微胶囊，适用于各种应用领域。

以下是二氧化硅壁材微胶囊的制备方法和应用：
制备方法：
1. 溶剂挥发法：将含有二氧化硅前驱体的溶液滴加到有机溶剂中，通过溶剂挥发使得二氧化硅形成微胶囊。

2. 水热法：将二氧化硅前驱体溶液加入到高温水中进行水热反应，形成二氧化硅微胶囊。

3. 模板法：使用模板材料作为二氧化硅的模板，将二氧化硅前驱体溶液浸渍到模板上，经过煅烧去除模板后形成二氧化硅微胶囊。

应用：
1. 药物缓释系统：将药物包裹在二氧化硅微胶囊中，通过控制二氧化硅的孔径和壁厚，实现药物的缓慢释放，延长药物的作用时间。

2. 催化剂载体：将催化剂包裹在二氧化硅微胶囊中，提高催化剂的稳定性和活性，增加反应效率。

3. 生物传感器：将生物传感器反应物固定在二氧化硅微胶囊表面，通过传感器与生物分子的特异性相互作用，实现生物分子的检测与分析。

4. 化妆品领域：利用二氧化硅微胶囊的多孔结构和大比表面积，可以将活性成分包裹在微胶囊中，起到渗透调理、保湿、滋养皮肤的效果。

5. 传统建筑材料改性：将二氧化硅微胶囊添加到传统建筑材料中，可以提高材料的耐久性、耐磨性和抗污染性。

微胶囊的概念微胶囊是指一种具有聚合物壁壳和微型容器或包装物。

微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体包埋、封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。

微胶囊化：用涂层薄膜或壳材料敷涂微小的固体颗粒、液滴或气泡。

微胶囊直径：毫米级到微米级。

微囊是具有一定通透性的球状小囊泡,外层为半透膜,内部为液体内核。

近几年来,微囊技术被广泛应用于微生物、动植物细胞、酶和其他多种生物活性物质和化学药物的固定化方面。

常用的微囊为海藻酸/聚赖氨酸微囊。

由于制备技术比较复杂,成囊过程时间较长,对被包埋物质的生物活性有一定的影响,而且聚赖氨酸的价格比较昂贵,因而限制了这种微囊的使用。

制备微囊的基本材料通常具有蛋白质、脂类和糖等聚电解质。

壳聚糖是部分脱去乙酰度的甲壳素,后者具有优良的韧性和惰性,且亲水、无毒、多孔、均匀,同时甲壳素在自然界中含量也是十分丰富的。

鉴于此,本试验从甲壳素这种天然高分子功能团的特殊性,以及无毒、亲水性等优点出发,用浓碱脱乙酰化得到壳聚糖,然后用上述方法达到球形壳聚糖,并用适当的方法将酵母包埋在球形壳聚糖内,制备出性能较好的微胶囊,并探讨了壳聚糖成球条件、包埋酵母的最适条件,以及壳聚糖作为固定化物质载体的可行性。

编辑本段微胶囊的功能l 1）粉末化，将液体、气体等变成干燥的粉末l 2）降低挥发性，使一些容易挥发的物质变得难于挥发l 3）提高物质的稳定性（易氧化，易见光分解，易受温度或水分影响的物质）l 4）掩味l 5）隔离活性成分l 6）控制释放编辑本段微胶囊技术中常用的壁材类别可作壁材物质特点天然高分子材料明胶、阿拉伯胶、虫胶、紫胶、淀粉、糊精、蜡、松脂、海藻酸钠、玉米朊无毒，稳定，成膜性好半合成高分子材料缩甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素毒性小，粘度大，成盐后溶解度增加，但易水解，不耐高温，需临时配制全合成高分子材料聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚醚、聚脲、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚硅氧烷成膜性好，化学稳定性好编辑本段微胶囊的制造方法和一般步骤制造方法物理法喷雾干燥法喷雾冷冻法空气悬浮法真空蒸发沉积法复凝聚法多空离心法物理化学法水相分离法油相分离法囊心交换法挤压法锐孔法粉末床法化学法界面聚合法原位聚合法分子包囊法辐射包囊法微胶囊化的一般过程a-内相在介质中的分散；b-加入成膜材料（壁材）；c-壁材的沉积；d-壁膜的固化SPG膜乳化法在微胶囊中的应用SPG膜乳化器主要用于制备尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微胶囊等，可以制备W/O，O/W,W/O/W,O/W/O型不同乳液。

微胶囊中的几个概念
微胶囊：（microcapsule）指一种具有聚合物壁壳的微型容器或 包物。其大小一般为5-200μm不等，形状多样，取决于原料与制 备方法。 微胶囊化：（microencapsulation）制备微胶囊的过程称为微胶 囊化。 微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中， 使其延缓释放或只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。其 中，被包埋的物质称为芯材（core、nucleus、fill），包埋芯材实 现微囊胶化的物质称为壁材（cell、shell、coat）。
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工艺流程：
料仓——真空混料机—— 泵 —— 混料罐 —— 泵
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—— 巴氏杀菌 —— 均质机 暂存罐
——预热暂存罐 —————
高压泵
喷雾干燥塔 ———
振动流化床
金探
喷雾干燥塔分类
反应：
美拉德反应：非酶褐变，羰氨反应。生成醛、酮等还原性中间产物，具有抗氧化性
微胶囊的各种形态
微胶囊的构成
一、壁材： 碳水化合物：变性淀粉、麦芽糊精（Maltdextrin）、
玉米糖浆（Corn syrup）、葡萄糖浆、 环糊精、蔗糖、乳糖、茁霉多糖、纤维素 蛋白质：乳清蛋白（WPC、WPI）、大豆蛋白（SPC、 SPI） 酪蛋白酸钠（Sodium caseinate）、麦醇溶蛋白 脂类：卵磷脂、单甘脂、硬脂酸甘油三酯、石蜡、蜂蜡 二、芯材： 敏感性成分：怕光热氧，易挥发，不易储藏，不易分散使 用的成分，如：香料、酶、益生菌、PUFA等
微胶囊质量评价方法：
微胶囊形态：扫描电镜法SEM及TEM 微胶囊机械强度：破裂率、仪器 微胶囊流动性：休止角法 θ<30：好;30<θ<45：较好;45<θ<60： 一般; θ>60：差 微囊化产率:MEY%芯材保留率 微囊化效率：MEE%包埋效率 微胶囊粒度分布：EM（负染、冰冻蚀刻） 有效载量：应用价值的指标 芯材保留率：耐储性指标 水分活度：AW测试仪、康威氏扩散法 分散系稳定性：分层法 Zeta电位：Zeta电位测定仪（马尔文） 流变性：AR1000流变仪、NDJ旋转黏度

微胶囊技术简介与实例目录微胶囊技术简介与实例 (1)微胶囊技术概述 (1)微胶囊及微胶囊技术概述 (1)常规微胶囊的制备方法 (2)三类特殊结构微胶囊简介 (4)人工器官微胶囊 (5)微胶囊在纺织品和医药中的应用 (7)微胶囊技术概述本章旨在对微胶囊的基本概念进行介绍。

对其微胶囊的各种制备原理及做一个涵盖面较全、概括性强的简介。

最后，对三种结构特殊的微胶囊（人工器官微胶囊、脂质体胶囊、纳米粒）进行简介。

微胶囊及微胶囊技术概述微胶囊是利用天然或合成的高分子材料对固体、液体或气体进行包封的、粒径为5~1000um的中空微囊（特别的，纳米微胶囊的平均粒径为200~300nm）。

微胶囊一般由一层薄膜和囊芯物质组成。

组成薄膜的材料称为囊材，组成囊芯的材料称为芯材。

囊材可以是天然物（如蜂蜡、氢化植物油衍生物、壳聚糖、乳清蛋白、纤维素等），也可以是合成物（如聚酯、聚氨酯、聚赖氨酸、聚乙二醇等）。

芯材的种类更加多样，按物质的状态分类，可以是液体、固体、气体，甚至可以是固、液混合物。

理论上可以将需要被包覆和保护的各种微小物质封存在囊壳内部（如精油、芳香剂、抗菌药物、金属粒子、酶、活细胞等等）。

将芯材包封在囊材的过程，即制备微胶囊的过程称为微囊化。

微囊化技术的主要特点是：改变活性物质的理化性质（相态、溶解度等）；保护物质免受环境条件的影响；屏蔽味道、颜色和气味；降低物质的毒性；控制释放活性物质等。

经微胶囊化的芯材局域靶向性和控释性，可以根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率对芯材进行释放。

如：经过微胶囊化的抗凝血药物，可生物降解的载药纳米粒借助导管给药系统，可将其输送到局部血管，并缓慢释放所携带的药物，可望有效防治血管再狭窄。

由于微胶囊技术的特点，带来了许多好处。

比如说，可以极大程度地保留了具有生物活性功能的物质；使液体转变为固体，便于加工；提高药物的生物利用率，减少药物用量，降低毒副作用等等。

常规微胶囊的制备方法现有的微胶囊制备方式分为三大类，即物理法、化学法、物理化学法。

单凝聚法 单凝聚法通常被称为沉淀法，该方法通过向含有芯材的某种聚合物溶液中加入沉淀剂，使该聚合物的溶解性降低，该聚合物和芯材一起从溶液中析出，从而制取微胶囊的方法 该方法不需要事先制备乳液，也可以不使用有机交联剂，可以避免有机溶剂的使用，但通过该法制得的微胶囊粒径较大。
界面聚合法 界面聚合法是将两种发生聚合反应的单体分别溶于水和有机溶剂中，其中芯材溶解于处于分散相溶剂中 然后，将两种液体加入乳化剂以形成乳液，两种反应单体分别从两相内部向液滴界面移动，并在相界面上发生反应生成聚合物将芯材包裹形成微胶囊的方法 该法的优点是反应物从液相进入聚合反应区比从固相进入更容易，所以通过该法制备的微胶囊适于包裹液体，制得的微胶囊致密性好 在界面聚合法制备微胶囊时，分散状态在很大程度上决定着微胶囊的性能，搅拌速度溶液黏度以及乳化剂和稳定剂的种类用量对微胶囊的性质也有很大的影响。
原位聚合法 原位聚合法应用的前提是形成壁材的聚合物单体可溶，而聚合物不溶 该法需先将聚合物单体溶解在含有乳化剂的水溶液中，然后加入不溶于水的内芯材料，经过剧烈搅拌使单体较好的分散在溶液中，单体在芯材液滴表面定向排列，经过加热单体交联从而形成微胶囊 如何让单体在芯材表面形成聚合物，是该方法需要控制的重点。
3、微胶囊常用壁材
海藻酸钠 海藻酸钠分子式为( C6H7O6Na)n，是白色或淡黄色不定形粉末无味易溶于水吸湿性强持水性能好不溶于酒精氯仿等有机溶剂，是一种天然多糖，具有生物黏附性生物相容性并可生物降解等特点 其黏度因聚合度浓度和温度的不同而不同 海藻酸钠具有药物制剂辅料所需的稳定性溶解性黏附性和安全性，适用于制备药物制剂。
多孔淀粉是一种新型的变性淀粉，它是将天然生淀空颗粒，可以盛装各种物质于其中，具有良好的吸附性 近年来有学者用多孔淀粉作为微胶囊壁材，取得了较好的效果。

微胶囊技术在个人护理用品中的应用微胶囊技术的研究大约始于20世纪30年代由大西洋海岸渔业公司提出制备鱼肝油―― 明胶微囊的方法。

它是聚合物壁壳的微型容器或包裹物，其外形一般呈球形，由天然或人工合成高分子材料构成囊壁，大小在几微米至几百微米范围内。

微胶囊化改善了物质的物理性质，提高其稳定性，减少有毒物质对环境和人类造成的不利影响等。

微胶囊化不仅提升了产品价值，而且扩充了具有极大价值的产品。

其优越的特性，备受大家关注，己广泛应用于医药、农药、香料、食品、染料、化妆品等行业或领域。

一、微胶囊壁材的分类壁材是构成囊的外壳。

不同的壁材在一定程度上决定着产品的物化性质。

目前可作为微胶囊壁材材料的物质主要有3类：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。

另外，一些无机材料也可作为微胶囊壁材的材料。

1．天然高分子材料用作微胶囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白质类、蜡与脂类物质等。

天然高分子材料无毒或毒性很小、不需大量的有机溶剂、对环境危害小、粘度大、易成膜，但机械强度差，2．半合成高分子材料用作微胶囊壳材料的半合成高分子材料主要是纤维素衍生物。

如甲基纤维素、乙基纤维素等，另外还有双硬脂酸甘油酯、羟基硬脂醇等油类。

半合成高分子材料的特点是毒性较小、粘度大、成盐后溶解度增大。

但由于半合成高分子材料易水解，不适合高温处理，需在使用时临时配制。

3．全合成高分子材料常用于微胶囊囊壳材料的全合成高分子材料可分为生物降解和不可生物降解2类，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特点是成膜性好、化学稳定性好、机械强度大、储存运输方便、可生物降解或可生物吸收。

但需要大量有机溶剂、成本高，对环境危害大，因此要选择无毒或低毒、对原药溶解性较好的溶剂。

4．无机材料目前大部分微胶囊用无机材料包覆的不多，但从生物降解和环境保护方面考虑，用无机材料对活性组分进行包覆有很大的发展前景，如碳酸钙或磷酸盐等。

冷冻喷雾最早用在固体食品添加剂的包埋，如硫酸亚铁、 酸味剂、维生素、固体香精、敏感物料及不溶于一般溶剂中 的特殊物料。 液态物料转换成固态后，也能进行冷冻喷雾。加工后的 产品外形像珍珠粒，可溶于水，但芯材只能在壁材的熔点下 才能释放。 由于能够通过调节壁材的熔点控制芯材的释放，这一技 术适用于保护许多水溶性的物料，用此技术生产的香精应用 于焙烤食品时，产品在烘烤受热时，香味才能挥发出来囊化的介质是水或液体石蜡、 豆油之类油。把壁材溶液或芯材形成的乳化体系以 微滴状态分散到上述介质中，然后通过加热、减压 搅拌、溶剂萃取、冷却或冻结等方式使壁材溶液中 的溶剂逐渐去除，壁材从溶液中析出并将囊芯包覆 形成囊壁。
微胶囊的应用
如今，微胶囊技术已经在医学、药物、兽药、农药、染 料、涂料、食品、日用化工品等诸多领域得到了广泛应用。 应用微胶囊技术的目的主要有3点：
（一）化学法
化学法的优点在于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、界面聚合及乳液聚合等。
（1）界面聚合法

界面聚合发生在2种不同的聚合物溶液之间，将2种活性 单体分别溶解在不同的溶剂中，将芯材物乳化或分散在一个 有壁材的连续相中，然后在芯材物的表面是通过单体聚合反 应而形成微胶囊。参加聚合反应的单体，一种是水溶性的， 另一种是油溶性的，它们分别位于囊心液滴的内部和外部， 并在囊心液滴的表面上反应形成聚合物薄膜。 界面聚合法微胶囊化的产品很多，如甘油、水、药用润 滑油、酶血红蛋白等。 界面聚合法一般形成壁材结构的物质为：聚酯、聚氨酯、 聚酰胺、聚脲等。其一般应用到记录材料、香料、农药、胶 黏剂等领域。


（1）凝聚法 凝聚法分单凝聚法、复凝聚法两种。

③ 两种聚合反应的单体分别从两相内部向乳化液滴的界面 移动，并迅速在相界面处发生反应生成聚合物，将囊心 包覆形成微胶囊。
三、微胶囊化原理（微胶囊的制备方法）
1. 界面聚合法： 2） 微胶囊大小的控制：决定于乳化液滴的大小，为得
到微小的微胶囊颗粒，必须在反应前加入适量乳化 剂，并充分进行机械搅拌。
3） 囊壁厚度的控制：可通过控制单体的浓度和接触的 时间决定。
其控制释放的类型：可基于一种或几种机制，概括起来可分 为两类：缓慢释放和瞬间释放。
1） 缓释MCS：其壁材大多具有半透性，心材可通过溶解、 渗透、扩散、生物降解等过程，不断缓慢的透过壁膜而释 放到环境中。
2） 瞬间释放（爆释）：通过各种物理、化学或生化（酶反 应）等方法使囊壁破裂，使心材迅速释放到环境中。
4.微胶囊的命名：主要有3种方法
❖ “心材名称” + “微胶囊”，如维生素E微胶囊。
❖ “壁材名称（或其缩写）” + “微胶囊”，如明胶微 胶囊，适于对壁材比心材了解更多的情况。
❖ “心材名称”+“壁材名称（或其缩写）”+“微胶 囊”，如维生素E-明胶微胶囊，
二、微胶囊的功能
1. 改善物质的理化性质，如溶解性（疏水、亲水）、 密度、颜色、外观等，及使气、液固态化。
❖ 缩聚反应：一般由一种多官能团单体或其低聚物自 身缩合而成。
三、微胶囊化原理（微胶囊的制备方法）
3. 锐孔-凝固浴法： 该方法不是以单体为原料通过聚合反应生成膜材
料，而一般是以可溶性高聚物为原料包覆囊心，再使 其在凝固浴中固化成囊壁。该固化过程一般是化学反 应（也可是物理过程）。
❖ 聚合反应开始时产生相对较低的预聚体，随聚合、交联 反应的不断进行，预聚体的尺寸逐渐增大，沉积在心材 物质表面，最终形成胶囊外壳。

摘要本文综述了农药微胶囊剂的国内外研究进展及应用现状。

在总结农药微胶囊芯材与壁材种类及农药微胶囊制备方法的基础上，对难溶性农药微胶囊化方法、吸附型缓控技术、包合型缓控技术以及化学键合缓控技术等研究进展进行了概述，指出了我国农药微胶囊研发中存在的问题，对其发展方向作出了展望。

1 农药微胶囊化方法微胶囊的制备方法很多，主要有物理、化学、物理化学和生物方法。

目前农药微胶囊剂多采用前3种方法制备。

生物学方法是利用酵母菌等真菌微生物细胞壁的半透性，使芯材进入细胞内，得到粒径为几十微米的微囊产品。

目前采用此方法制备农药微胶囊的研究还很少。

1.1 物理法利用物理和机械的方法制备微胶囊即为物理法。

其又分为喷雾干燥法、冷冻干燥法、包合法、超临界流体法、溶剂蒸发法和旋转分离法等。

物理法制备过程相对简单，但难以制得粒径较小的颗粒（粒径一般大于100 μm），易出现无芯胶囊，且有效成分的释放速率难以控制，药效不稳定，生产能力低。

因此，在农药微胶囊剂生产中应用较少。

其中应用相对广泛的是喷雾干燥法和溶剂蒸发法。

喷雾干燥法多以食用蛋白质或多糖为囊材，先将芯材分散在含囊壁材料的溶液中，制成悬浮液或乳浊液，之后物料雾化，并干燥使得雾化液滴中溶剂蒸发，壁材析出成囊。

该法在食品领域应用最广。

溶剂蒸发法先将芯材和壁材分散到有机相中，后移至与壁材不相溶的溶液中，加热使溶剂蒸发，进而壁材析出成囊。

其常用的壁材有丙烯酸甲酯、壳聚糖、聚己内酯和聚乳酸等。

1.2 物理化学法物理化学法有干燥浴法、熔化分散冷凝法、相分离法、囊芯交换法等。

其中相分离法是农药生产中最常用的方法，又分为水相相分离法（复合凝聚法和简单凝聚法）和油相相分离法。

在芯材与囊材混合溶液中，加入溶剂、凝聚剂、凝聚诱导剂等，通过改变温度或pH使聚合物的溶解度降低，并从溶液中凝聚出来，沉积在芯材表面形成微胶囊。

凝聚法一般以天然大分子物质如阿拉伯胶、明胶、海藻酸钠等为壁材。

由于其主要通过分子间作用力形成囊壁，因而囊壁的机械强度相对较低且易降解，囊芯活性成分在壁材降解后很快释放到环境中，不宜制备持效期较长的药剂。