正十六烷在芳香微膠囊中的應(yīng)用研究

王一萌 陽建軍 崔貞超 孫思恒 張國慶 劉國金 周嵐

摘 要：以薰衣草香精和正十六烷為復(fù)合芯材，聚甲基丙烯酸甲酯為壁材，采用乳液聚合法制備芳香微膠囊。應(yīng)用掃描電子顯微鏡、激光粒度儀、紫外分光光度計及熱重分析儀表征芳香微膠囊的表觀形貌、粒徑、包覆率及熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明：添加正十六烷后，香精的包覆率顯著增大;當(dāng)W正十六烷∶W香精=6∶4時，芳香微膠囊包覆率達(dá)到74.5%，微膠囊表面光滑，球形度良好，平均粒徑為300 nm，具有良好的芳香緩釋效果，說明正十六烷不僅有效提高了香精的包覆率，而且增強(qiáng)了壁材對香精的保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：芳香微膠囊;正十六烷;緩釋性;包覆率;載體

Abstract：Aromatic microcapsules were prepared via emulsion polymerization with lavender essence， n-hexadecane as composite core materials and polymethyl methacrylate （PMMA） as wall material. The characterization of surface morphology， particle size， coating rate and thermal stability of the microcapsules was realized with scanning electron microscope， laser particle size analyzer， ultraviolet spectrophotometer and thermogravimetric analyzer （TGA）. The results showed that the coating rate of essence largely increased with the addition of n-hexadecane. The coating rate reached 74.5% in the case of Wn-hexadecane∶Wessence=6∶4; the microcapsules had smooth surface， good sphericity and aromatic slow-releaseeffect with average particle sizeof 300 nm.This suggests that n-hexadecane can improve the coating rate of essence and enhance the protection of the wall material over essence.

Key words：aromatic microcapsules; n-hexadecane; slow-release effect; coating ratio; carrier

香精廣泛應(yīng)用于紡織服裝、食品醫(yī)藥、建筑等諸多領(lǐng)域[1-5]，但存在自身不穩(wěn)定、易揮發(fā)等問題[6-8]。芳香微膠囊是用成膜材料包覆液體香精形成微小的粒子[9]，可增強(qiáng)香精的緩釋性能，延長保香時間，是解決加香產(chǎn)品加工、存儲過程中香精損失的有效途徑[10-13]。

但是，常用香精主要由小分子的醇、醛、酸、酯和酮等親水性有機(jī)物組成，在微膠囊化過程中，相較于高分子壁材，香精更易從膠束中向水相遷移，容易造成香精包覆高分子壁材，既降低香精包覆率又影響釋香性能。基于相似相溶原則，設(shè)想添加一種能與香精相溶且疏水性強(qiáng)的有機(jī)材料與香精形成復(fù)合芯材，在微膠囊化過程中降低香精向水相遷移的傾向，達(dá)到提高香精包覆率的目標(biāo)。

在前期研究中，應(yīng)用了正十六烷、硬脂酸丁酯、正十四醇和月桂酸等多種有機(jī)材料作為香精載體，結(jié)果表明，正十六烷與香精混合后不分層，具有良好的相溶性。因此，本文通過在香精中添加正十六烷作為載體，以聚甲基丙烯酸甲酯為壁材，采用乳液聚合法制備芳香微膠囊。應(yīng)用掃描電鏡、激光粒度儀、紫外分光光度法、熱重分析等研究正十六烷對芳香微膠囊表觀形貌、粒徑及香精包覆率等的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試劑與材料

甲基丙烯酸甲酯（MMA）、十二烷基硫酸鈉、正十六烷為分析純，偶氮二異庚腈為化學(xué)純（阿拉丁試劑有限公司）;薰衣草香精（上海雅加香精香料有限公司）;無水乙醇為分析純（杭州高晶精細(xì)化工有限公司）;電導(dǎo)率1 μS/cm的去離子水（實(shí)驗(yàn)室自制）。

1.2 儀器與設(shè)備

Mastersizer 2000激光粒度儀（英國馬爾文公司），Ultra 55場發(fā)射掃描電子顯微鏡（德國ZEISS公司），熱重分析儀（美國PE公司），HH-601型水浴鍋（金壇市城東新銳儀器廠），T18型高速乳化機(jī)（德國AKI公司），JJ-1型機(jī)械攪拌器（常州普天儀器制造有限公司），KQ-250DB超聲波清洗機(jī)（昆山市超聲儀器有限公司），紫外分光光度計（珀金埃爾默儀器上海有限公司）。

1.3 芳香微膠囊的制備

將3 g十二烷基硫酸鈉充分溶解于200 g去離子水中形成水相;油相由5 g正十六烷、20 g薰衣草香精、25 g甲基丙烯酸甲酯和0.25 g偶氮二異丁腈混合均勻組成。油相和水相混合后，在40 ℃條件下以24 000 r/min的攪拌速度乳化20 min即可得到均勻的細(xì)乳液。將得到的細(xì)乳液倒入三口燒瓶并置于73 ℃的水浴中加熱水浴，通氮?dú)猓⒁?00 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)6 h即得薰衣草香精微膠囊乳液。

取少量薰衣草香精微膠囊乳液加入適量無水乙醇，進(jìn)行抽濾，并用無水乙醇進(jìn)行抽洗3次，目的是除去吸附在微膠囊囊壁上的薰衣草香精和正十六烷及未反應(yīng)的單體，最后40 ℃烘干可得到干燥的薰衣草香精微膠囊粉末。

1.4 測試和表征

2.4 緩釋性分析

芳香整理棉織物放置不同時間后的留香效果是表征芳香織物緩釋性的重要指標(biāo)。表1列出市售芳香微膠囊、實(shí)驗(yàn)室自制芳香微膠囊及純香精乳液整理的棉織物的留香效果。由表1可知，在最初階段，20.0%純香精乳液整理棉織物的香味濃郁，而芳香微膠囊乳液整理棉織物香味強(qiáng)度稍弱;經(jīng)過15 d自然放置后，20.0%純香精乳液整理棉織物的香味幾乎消失，而芳香微膠囊整理棉的織物香味仍然較強(qiáng);經(jīng)過60 d自然放置后，市售芳香微膠囊乳液整理棉織物香味基本消散;經(jīng)過90 d自然放置后，自制芳香微膠囊乳液整理棉織物仍具有一定香味。分析其原因，一方面由于PMMA壁材比較致密，對香精釋放的延緩作用強(qiáng);另一方面本研究選擇的封閉劑正十六烷的“鎖閉”作用有效減緩了香精的釋放速率，因此，在自然放置條件下，自制的芳香微膠囊留香持久性更強(qiáng)。

3 結(jié) 論

以正十六烷為香精載體，聚甲基丙烯酸甲酯為壁材，通過乳液聚合制備正十六烷/薰衣草香精微膠囊。研究結(jié)果表明，薰衣草香精微膠囊表面光滑，球形度良好;W正十六烷∶W香精=6∶4時，微膠囊中香精包覆率達(dá)74.5%，平均粒徑為300 nm，且粒徑分布集中;熱重分析表明，微膠囊化后香精和正十六烷揮發(fā)速率降低，揮發(fā)溫度升高。這說明以正十六烷和香精形成復(fù)合芯材，不僅有效提高了香精的包覆率，而且加強(qiáng)了壁材對香精的保護(hù)作用，使制備的芳香微膠囊具有良好的芳香緩釋效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] LI S Q，LEWIS J E，STEWART N M， et al. Effect of finishing methods on washing durability of microencapsulated aroma finishing[J]. Journal of the Textile Institute，2008，99（2）：177-183.

[2] SHIN Y，SON K，YOO D I. Evaluation of aroma functionality imparted on natural indigo-dyed cotton fabrics [J]. Fibers and Polymers，2017，18（6）：1146-1153.

[3] ZHAO H B， FEI X N， CAO L Y， et al. The fabrication of fragrance microcapsules and their sustained and broken release behavior[J]. Materials （Basel， Switzerland），2019，12（3）：393-406.

[4] SILVA M，MARTINS I M， BARREIRO M F， et al. Functionalized textiles with PUU/limonene microcapsules： effect of finishing methods on fragrance release[J]. The Journal of the Textile Institute，2017，108（3）：361-367.

[5] ELESINI U S， SVARC J， SUMIGA B， et al. Melamine formaldehyde microcapsules with fragrance core material： preparation， properties， and end use[J]. Textile Research Journal，2017，87（20）：2435-2448.

[6] 車映紅.微膠囊芳香整理[J].印染，2017，43（1）：57-58.

[7] 王奎濤，葛艷蕊，馮薇，等.玫瑰香精微膠囊緩釋性的影響因素研究[J].日用化學(xué)工業(yè)，2005（6）：368-370.

[8] 倪昭玉，王瑄，王建華，等.緩釋型芳香微膠囊的制備及其應(yīng)用進(jìn)展[J].上海紡織科技，2015（8）：1-4.

[9] 何磊，胡靜，肖作兵.食用香料香精納微膠囊的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].食品工業(yè)，2017（10）：260-264.

[10] 崔貞超，劉國金，周嵐，等.溫控緩釋芳香微膠囊的制備及其性能[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，39（5）：521-525.

[11] 徐欣祥，李冰，胡毅，等.芳香微膠囊整理工藝優(yōu)化與表征及留香效果研究[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，37（2）：175-179.

[12] 宋曉秋，鄭雪松，葉琳，等.含銀離子芳香真絲織物的抗菌性能[J].絲綢，2009（9）：26-28.

[13] 王韶輝，胡心怡.紡織用芳香微膠囊及其主要性能對比分析[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2007（6）：50-51.