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1、毕业设计( 论文)开题报告题目： 院（系） 专 业 班 级 姓 名 学 号 导 师 年 月 日开 题 报 告 填 写 要 求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成。2开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴） ，完成后应及时交给指导教师审阅。3开题报告字数应在 1500 字以上，参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少 3 篇） ，文中引用参考文献处应标出文献序号， “参考文献”应按附件中参考文献“注释格
2、式” 的要求书写。4 年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2005 年 11 月 26 日”。1.毕业设计（论文）综述（题目背景、国内外相关研究情况及研究意义）1.1 微胶囊的研究背景微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，具有半透性或密封性的微小粒子。其大小在几微米至几百微米范围内( 直径一般在 5200m)，需要通过显微镜才能观察到。其中被包裹的物质称为芯材，包裹芯材的物质称为壁材。微胶囊的外形是多样化的,可以是球状的葡萄串形,也可以是不规则的形状;胶囊外表可以是光滑的,也有折叠的;微胶囊的囊膜既可以是单层 ,也可以是双层或多层结构;而囊膜所包覆的囊核心物质既可以是单核也可
3、以呈多核,如图 1 所示 13。图 1 常见微胶囊结构和形态示意图 微胶囊技术是一种将成膜材料(常选用热塑性高分子材料) 作为壳物质，用固体、液体或气体为芯物质包覆成核壳形态结构的胶囊，壳的厚度为 0.210m。这种壳核结构使微胶囊具有保护、阻隔性，使受外壳保护的芯物质既不会受到外界环境的侵入影响，同时又具有不会向外界逸出的阻隔性能。微胶囊技术的研究始于 20 世纪 30 年代，由美国大西洋海岸渔业公司提出的制备鱼肝油微胶囊的方法。1954 年美国 NCR 公司的 Green 采用复凝聚法成功制备出了含油的明胶微胶囊，并用于制备无碳复写纸。由于具有能够改变物料的状态、质量、体积和性能，保护敏感
4、成分，增强稳定性，控制芯材释放，降低或掩盖不良味道、降低挥发性，隔离组分等功能，微胶囊技术在食品医药、纺织、涂料、农业、化妆品工业等方面得到广泛的应用。1.2 微胶囊的壁材微胶囊的壁材是指用于包覆、制作微胶囊所需的材料，它是决定微胶囊性能的关键因素之一。它的选取原则为：壁材渗透性能应该满足使用的要求；壁材固化以后使微胶囊具有一定的强度及可塑性；具有要求的粘度、熔点、玻璃化温度、成膜性、稳定性、渗透性、吸湿性、电性能、可聚合性、溶解性、相容性等；壁材不与芯材反应，不与芯材互溶，水溶性芯材要选择油溶性的壁材，反之亦然。许多的无机材料和有机材料可以作为微胶囊的囊壁，但是高分子材料最为常用。目前，可以
5、作为微胶囊囊壁的高分子材料主要分为天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料。常用的囊壁材料如下表 1 所示。表 1 微胶囊囊壁的主要材料 4类型 材料天然 阿拉伯树胶、明胶、琼脂糖、麦芽糖糊精、海藻酸盐、葡萄糖、脂肪类、脂肪酸类、白蛋白、虫胶、酪阮、硬脂酸甘油醋、蔗糖、蜡类等。这些高分子材料具有无毒、成膜性好、稳定性好等优点，但是力学性能较差。半合成 纤维素衍生物，如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、乙酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯、甲基纤维素、乙基纤维素等。优点是毒性小、黏度大、成盐后溶解度增加。合成 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚乙烯醇、聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、聚胺酯等。这
6、些材料具有较好的成膜性、化学稳定性和力学性能。1.3 微胶囊的芯材微胶囊的芯材是指利用成膜材料包覆的物质。在不同的应用领域，包覆的芯材不同，芯材可以是固体、液体甚至气体，可以是油溶性、水溶性化合物或混合物，常用的芯材物质如下表 2 所示。表 2 微胶囊常用芯材材料 5-6材料类型 举例 溶剂 苯、甲苯、环己烷、氯化酚类、石蜡、酯类、醚类、醇类、甘油增塑剂 邻苯甲酸酯类、磷酸盐类、己二酸类、硅氧烷类、氯代联苯、氯化石蜡 色素 颜料、染料、无碳纸用隐色染料胶黏剂 多硫化物、丙稀酸酯类、异氰酸酯、环氧树脂、胺类、热敏粘合剂成分香料 薄荷油、香精食品 油类、脂肪类、调味品类、香味品等农业化学品 除草剂
7、、杀虫剂、肥料医药用品 阿司匹林、维生素、氨基酸等酸碱类 硼酸、烧碱、胺类、苛性碱记录材料 复印色粉、调色剂、偶合剂、显色剂、卤化银、固着剂、墨水类、彩色摄影化合物、液晶等生物品 细胞、细菌、酶、酵母、血红蛋白、病毒、动物胶防锈剂 铬酸锌、其他相关物质助剂 固化剂、阻燃剂、发泡剂、氧化剂、还原剂、引发剂、交联剂其他 相变材料、无色粉体、金属、粘土、纤维素类等1.4 微胶囊的制备方法微胶囊的制备技术涉及到物理和胶体化学、高分子化学及物理化学、材料化学、分散和干燥技术等学科领域，而且具体的微胶囊制备技术还要结合所从事的专业领域知识，对所选择的微胶囊应用条件和环境有充分了解。目前已有的微胶囊制备技术
8、已超过 200 种 7。微胶囊的制备方法通常根据性质、囊壁形成的机制和成囊的条件分为物理法、物理化学法、化学法等 3 大类，其中以凝聚法、界面聚合法、原位聚合法应用最广。1.4.1 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，当一种溶液被分散在另一种溶液中时，相互间可发生聚合反应，该反应在 2 种溶液的界面进行。界面聚合反应法已成为一种较新型的微胶囊化方法。利用界面聚合法可使疏水材料的溶液或分散液滴微胶囊化，也可使亲水材料的水溶液或分散液微胶囊化。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。美国杜邦公司于 1957 年
9、利用界面缩聚反应制备聚酰胺并取得工业化后，此法就被开发用于制备各种微胶囊。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。高培等人 8利用戊二醛改性的三乙烯四胺与 2,4-甲苯二异氰酸酯反应，通过界面聚合法制备出含黄色墨水的聚脲微胶囊。该微胶囊干燥后不易破裂，有一定的机械强度、韧性、耐水性和耐热性；微胶囊壁厚 2m，在直流电场中有显著的电泳现象，响应时间为 0.2s 。1.4.2 原位聚合法原位聚合法是一种和界面聚合法密切相关的微胶囊化技术，界面聚合参加反应的单体一种是水溶性的，另一种是油溶性的。在原位聚合中，是把单体和引发剂全
10、部加入分散相或连续相中，即单体和引发剂全部溶于囊芯的内部或外部。由于单体在一相中是可溶的，而生成的聚合物在整个体系中是不溶的，聚合物就会沉积在芯材液滴的表面。上海交通大学的李立等人 9以尿素与甲醛为壁材，分散染料酸性红 GP(C.I.266)为囊芯制备了分散染料微胶囊。郭惠林等人 10采用十八胺对永固红 F5R 实施表面改性，使其在四氯乙烯之间的亲和性得到改善，获得分散性良好的悬浮液，并有效地抑制微胶囊化过程中颗粒的转移。与其他的微胶囊化方法相比，原位聚合法成球相对容易，壁厚及其内包物含量可控，收率较高，成本低，易于工业化。1.4.3 复合凝聚法复合凝聚法是利用两种带相反电荷的水溶性高分子材料
11、，通过改变条件(如溶液 pH 值、温度、加入沉淀剂等)，使这两种高分子材料互相交联形成复合型壁材，将囊芯物质包裹在内的方法。该方法适合对非水溶性的固体粉末或液体进行包囊。1.5 微胶囊化技术的应用作为一种新兴的工艺手段,微胶囊技术已经在各行各业取得了许多发展和应用下面将结合微胶囊的功能对微胶囊在各行业的应用进行简单介绍。1.5.1 在食品工业中的应用微胶囊在食品工业中的应用主要包括食品微胶囊化、 食品添加剂微胶囊化、营养素微胶囊化及酶的微胶囊化 11。微胶囊技术在食品及调味品方面的应用十分广泛。长期以来, 人们都是将天然香辛料直接加入菜肴调味, 而有些香辛料如花椒、 大料等, 由于本身的特性决
12、定了它在菜肴中不能被充分利用, 造成了很大的浪费, 同时又不便于使用。在科学技术突飞猛进的今天, 人们对调味品提出了更高的要求, 要求使用方便, 易于携带, 储存时间长。除了将食品添加剂微胶囊化, 食品营养素、 酶等也可进行微胶囊处理。茉莉花茶是我国的特产, 据统计, 近几年茉莉花茶的年加工量均保持在 11 万 t 左右, 并畅销国内外。但传统加工花茶的方法是在茉莉花开花季节, 采鲜花与干茶层层相间叠压窨制,一定时间后再将茶叶与花分开, 弃去残花。吸附花香的茶叶需烘干, 脱去窨花时带进去的水分, 这使香气损失不少。而且这种作坊式的加工手续繁杂, 常受季节与地域的限制, 损耗高 , 生产量也极为
13、有限。如采用生物微胶囊技术将天然提取的茉莉花香气成分固定化, 并添加于干茶中, 不但可避免季节和地域对生产茉莉花茶的限制, 而且保香期长, 不易变质。同时简化窨制工艺, 提高生产效率。1.5.2 在在纺织工业中的应用在纺织工业上, 已有微胶囊技术的应用和研究,给纺织染整技术带来了极大的革新和进步。具体应用表现在微胶囊染料和涂料的染色和印花、 微胶囊功能整理剂、 微胶囊加工制剂( 包括消毒剂、 洗涤剂、漂白剂及勃合剂等) 方面 12。以染料为芯材, 各种天然或合成的高分子作壁材, 制作的微胶囊染料根据织物的不同需要及工艺,结合转移印花、 多色微粒印花、 静电印花技术, 较传统的热转移印花技术,
14、具有匀染性好、 上染速度快、节省材料等优点。利用微胶囊技术可以提高纺织品的舒适性和增加其功能性。对纺织品的功能整理包括柔软、 防皱、防水、 防油、 防污、 防老化、 阻燃、 阻热、 抗静电、 抗菌杀虫、 芳香等。由于织物必需耐洗, 对于开发具有高附加值的微胶囊技术来说, 条件极为苛刻 , 技术难度较大。对于微胶囊表面上的何种官能团, 应予导入织物表面并与织物表面上的何种官能团结合, 以及活性微胶囊本身的固着问题, 都有待解决。1.5.3 在医药工业中的应用微胶囊膜通常是由天然或合成高分子材料自组装而成的具有空间网络结构的复合膜。微胶囊膜作为生物大分子的控释载体能最大程度地保持囊内生化物质活性,
15、 且通过调节制备条件可以控制微胶囊膜的厚度和孔尺寸, 从而实现囊内生化药物的控释或缓释 13。目前已有多种微胶囊药物问世。药物微胶囊化可降低药物毒副作用, 提高药物在肠胃中的稳定性,并使之具有良好的组织靶向性。若选用适宜的壁材还可使药物具有控释作用。如果在微胶囊药物中加有磁性材料, 在外磁场的作用下可使药物集中到肿瘤部位实现专一靶向性。中草药提取物微胶囊化,对延长药效时间, 屏蔽药物的 刺激性气味, 提高疗效, 增强稳定性, 提高中药材的附加值和档次, 开发中药新剂型都有不可低估的价值。中草药提取物的发展是随着世界回归大自然风潮的兴起而发展的,与传统中药材相比, 具有简便快捷的特点, 适应现代人生活节奏加快的要
