微型胶囊在模拟肠道中的受力模型及流固耦合仿真

对胶囊在黏性液体环境下的受力进行了理论分析,研究了不同尺寸头部分别为圆形、椭圆形的磁驱胶囊在肠道环境中流固耦合作用下的动力特性。采用COMSOL分析了肠道动力黏度、肠道尺寸、胶囊外形3因素对胶囊运动受力影响,肠道壁模型基于力学性能相近原则,采用超弹性固体材料。进行了多因素、多水平的数值模拟试验。结果显示:在同水平的动力黏度和肠道内壁尺寸参数下,椭圆形较圆形胶囊的头部压力平均降低了12.8%。     

草鱼鱼油微胶囊芯材释放条件及缓释特性研究

以草鱼鱼油为芯材,大豆分离蛋白和壳聚糖为壁材,采用超声辅助均质和喷雾干燥法制备鱼油微胶囊;应用Avrami’s公式对微胶囊在不同贮藏温度、相对湿度及光照强度下的芯材释放率进行拟合,并对释放动力学、释放速率常数和释放机制参数进行分析。结果表明,鱼油微胶囊芯材释放率拟合程度良好(R20.97),当贮藏温度4~50℃,相对湿度34%时,释放机制参数n1,说明鱼油微胶囊芯材释放动力学介于扩散限制动力学和一级释放动力学之间;当相对湿度54%~92%,光照强度0~10 000lx时,释放机制参数n1,鱼油微胶囊芯材释放动力学属于一级释放动力学,表明在低温、干燥和避光的条件下能更好地保存鱼油微胶囊。通过微胶囊在体外模拟消化道中的缓释行为发现,经270min,粒径从起始的15.82μm减小到2.98μm,释放率达80.6%,说明微胶囊在模拟消化道中有缓释行为。     

复凝聚法制备鱼油微胶囊工艺研究

以鱼油作为芯材,壳聚糖(Ch)和大豆分离蛋白(SPI)作为壁材,采用复凝聚法制备鱼油微胶囊。采用单因素实验考察均质速度、pH、芯壁比、壁材总质量分数、SPI溶液与Ch溶液体积比及固化时间对鱼油微胶囊包埋效果的影响,在此基础上,采用正交实验对工艺条件进行优化。结果表明:最佳工艺条件为均质速度8 000 r/min、pH 7. 0、壁材总质量分数2. 5%、SPI溶液与Ch溶液体积比7∶3、芯壁比1∶3、固化时间4 h;在最佳工艺条件下,鱼油微胶囊包埋率为90. 21%,包埋效率为99. 04%,表面油含量为4. 87%。通过不同温度下过氧化值变化和气味分析,表明微胶囊化能显著延缓鱼油氧化,同时有效地弱化鱼油的气味。     

环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能

以一步原位聚合法制备芯材为环氧树脂（E-51）,壁材为脲醛树脂（UF）的E-51-UF微胶囊。采用FTIR、SEM、TG、粒度分析仪等分别对E-51-UF微胶囊结构、表面形貌、耐热性和粒径分布进行了表征。以E-51-UF微胶囊为核,固化剂2-甲基咪唑（2-MI）为壳通过共混复合,得到E-51-UF@2-MI复合微胶囊。将E-51-UF@2-MI微胶囊填充到E-51基体中,制备了E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸试样、弯曲试样和梯形双悬臂梁（TDCB）修复试样,并采用电子万能试验机测试其性能。分析了填充E-51-UF@2-MI微胶囊质量分数对E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料力学性能及自修复性能的影响。结果表明:制备的E-51-UF微胶囊呈现规整球形结构,平均粒径为130 μm,耐热温度达364℃;E-51-UF@2-MI复合微胶囊质量分数为10wt%时,E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸强度达到最大值,为31.17 MPa,弯曲强度为66.77 MPa,最大修复率为90.1%。      

具有离子响应性的聚(1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐)@CaO微胶囊的表征及触发释放

采用相分离法合成了具有离子响应性的聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐）（PVEIm+BF₄-）@CaO微胶囊。聚离子液体（PILs）的BF₄-与水溶液中的Cl-发生离子交换使疏水性的交联PILs壳转变为亲水性,在水中形成亲水通道。PVEIm+BF₄-@CaO微胶囊内部的CaO从通道被释放到水中形成Ca（OH）₂。PVEIm+BF₄-@CaO微胶囊加入后,NaCl水溶液中Cl-的浓度由8.3 mmolL-1降低至5.8 mmolL-1,pH值由7.00增加至11.83。提高反应物中的离子液体（ILs）的加入量、苯乙烯（St）∶二乙烯基苯（DVB）的质量比或水溶液中Cl-的浓度均可提高PVEIm+BF₄-@CaO微胶囊中CaO的释放速率。不同含量单体组成的微胶囊或被不同浓度Cl-触发的微胶囊内的CaO均可被全部释放至NaCl溶液中。溶液中的最大Ca2+浓度基本一致,约为3.4 mmolL-1。SO₄2-也可触发微胶囊的释放。结果表明,PVEIm+BF₄-@CaO微胶囊对Cl-和SO₄2-具有良好的响应性。加入PVEIm+BF₄-@CaO微胶囊后,NaCl水溶液中Cl-/OH-的浓度比显著降低,有利于提高钢筋的抗Cl-腐蚀能力。      

层层自组装多糖微胶囊的制备及其缓释型纯棉织物修饰应用

为制备生物相容性功能纺织材料,采用层层自组装技术将带有不同电荷的海藻酸钠(Alg)、壳聚糖(Chi)、透明质酸(HA)组装到碳酸钙模板上,利用乙二胺四乙酸(EDTA)去除模板,得到Alg/ Chi/ HA生物多糖微胶囊;利用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱、综合热分析仪研究了微胶囊的形貌结构及热稳定性。结果表明:Alg/Chi/HA多糖微胶囊具有很好的中空结构及较强的稳定性;考察了多糖微胶囊吸附释放行为及其随pH值的变化规律,发现Alg/Chi/HA多糖微胶囊具有良好的pH值响应性;进一步将Alg/Chi/HA多糖微胶囊整理至棉纤维上,以制备缓释型功能纺织材料,为功能纺织品开发提供有益的实践经验与技术储备。     

蓄热调温织物低温防护过程的数值模拟

为提升普通织物的低温抵抗性能,将具有蓄热调温功能的相变微胶囊涂覆至织物表面制得蓄热调温织物,通过Fluent 软件对复合织物的低温防护过程进行模拟,在此基础上设置了蓄热调温织物的低温防护试验对模型的模拟精度进行检验,并模拟探究了微胶囊的相变潜热以及其在织物中所占的体积分数对蓄热调温织物低温防护性能的影响。结果表明:数值模拟结果可显示不同时间节点蓄热调温织物的温度场分布情况以及各区域的温度变化趋势,且试验结果与模拟结果的误差小于8.64%,该模拟结果可较为准确地再现蓄热调温织物的低温防护过程;当微胶囊的相变潜热由50 J/g增加至200 J/g时,织物的低温防护时间延长了70.1%;当微胶囊的质量分数由1%增加至5%时,织物的低温防护时间由214 s延长至388 s,同比提升了81.3%。     

芽菜腌制水微胶囊化制备技术的研究

利用微胶囊制备工艺探索芽菜腌制水利用新途径.通过单因素试酵母验确定了芽菜粉微胶囊最佳配方为芽菜腌制水350g、麦芽糊精20g、β-环状糊精10g.用正交试验优化了喷雾干燥工艺条件:在25MPa压力条件下均质处理,进风温度180℃,出风温度100℃,进料温度60℃,转速16000r/min.该微胶囊包埋工艺的优点是最大限度的保留了天然发酵芽菜特征酱香,而且微胶囊集粉率高,到达了87％,胶囊呈淡黄色,颗粒均匀,冲速溶性好理化指标及微生物指标均符合国家相关标准,实现了污染物“变废为宝”的目标.     

花生四烯酸微胶囊稳定性的对比研究

采用Schaat烘箱法对3种花生四烯酸粉末油脂进行稳定性研究。在整个试验过程中,每2天分别对3种样品的色泽、气味、溶解性感官评定,并测定3种花生四烯酸的过氧化值,对比它们的稳定性。结果表明:样品1的色泽、气味变化较慢,溶解性较好;样品3的色泽、气味变化较快,溶解性较差。样品1的稳定性较好,样品2的稳定性适中,样品3的稳定性较差。可以选用样品1和样品2添加到婴儿配方奶粉中对其稳定性和含量进行试验,以完成对乳粉中添加营养强化剂种类的确定。     

Microencapsulation of oil soluble polyaspartic acid ester and isophorone diisocyanate and their application in self-healing anticorrosive epoxy resin

Isocyanate and amine solution are microencapsulated, respectively, via in situ polymerization to realize the self-healing function in epoxy matrix. First, the isophorone diisocyanate (IPDI) microcapsules prepared with different core/shell ratios, emulsifier dosages and emulsification rates are characterized by field emission scanning electron microscope (FE-SEM). They exhibit integral spherical shape when the core/shell ratio is 3:1 and emulsifier concentration is 2.52 wt %, and the diameter of IPDI microcapsules ranged from 2.66 μm to 11.25 μm is manufactured by adjusting emulsification rate over the range of 3000–9000 rpm. Besides, during the microencapsulation of polyaspartic acid ester (PAE), urea, tung oil, as well as aqueous isocyanate are proposed to improve the stability of PAE emulsion. SEM and FTIR results reveal that aqueous isocyanate can react with partial PAE and form polyurea (PU) layer to take protection effectively. Further, IPDI-PAE dual microcapsules are incorporated into epoxy coatings, the self-healing and anticorrosion performance of coatings with various amounts of microcapsules are investigated systematically. It was found that the degree of repair and anticorrosion are increased with increasing microcapsules loading, and the appropriate amount of microcapsules addition is 15 wt %, which corresponding to 93% repair efficiency. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48478.