荆芥精油纳米驱蚊微胶囊的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种荆芥精油纳米驱蚊微胶囊的制备方法，尤其是涉及一种适用于织 物驱蚊后整理的纳米驱蚊微胶囊的制备方法。
【背景技术】
[0002] 蚊虫是一类重要的病媒传播昆虫，它嗜吸人畜血液，严重影响人类生产和生活，因 此寻找驱蚊、灭蚊方法，尤其在防蚊面料上的开发越来重要。目前，防蚊面料多用避蚊胺、除 虫菊酯等驱避剂制备，但合成驱避剂对人体和环境均有一定危害。而天然驱避剂因其毒性 小，甚至无毒；对皮肤无刺激感，气味友好，使用起来舒适性好；使用后无药效残留，容易降 解，不会给环境造成污染，已成为蚊虫驱避剂的开发趋势。
[0003] 荆芥，又名猫薄荷。为唇形科荆芥属一年生草本植物，，荆芥性温、味辛，生品具有 祛风解表、宣毒透疹、散瘀止血之功效，主治风寒感冒、咽喉肿痛及多种皮肤病等功效，其应 用历史悠久，为中国传统的常用大宗类中药材之一。荆芥具有良好的蚊虫趋避性，但是目前 天然植物驱避剂的研究主要集中在艾叶、桉叶、薰衣草、香茅等驱蚊植物上面，而对荆芥或 同类属植物研究集中在其药理活性及农业活性方面，有关其杀蚊活性报道较少。荆芥具有 进一步开发成驱蚊植物的潜力。
[0004] 微胶囊技术是以天然或合成高分子材料作为囊壁，通过化学法、物理法或物理化 学法将活性物质（囊芯药物）进行包裹而形成具有半透性或密封囊膜的一种技术。目前天 然驱避剂的不足主要是趋避时间短，耐久性差。将天然驱避剂微胶囊化，不仅延长了天然驱 避剂的缓释时间，还增加了其应用范围。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供荆芥精油纳米驱蚊微胶囊的制备方法，以荆芥精油为芯 材，壳聚糖和海藻酸钠为复合壁材，通过乳化、复凝聚等操作制备得到荆芥精油微胶囊固体 粉末。克服了目前天然驱避剂趋避时间短、耐久性差的问题，赋予了无毒、安全、环保的优 点，具有广阔的应用价值。
[0006] 为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0007] 荆芥精油纳米驱蚊微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0008] (1)称取芯材、表面活性剂、壁材、固化剂及醋酸溶液；芯材为荆芥精油，表面活性 剂为吐温-80与司班-80,壁材为壳聚糖及海藻酸钠，固化剂为戊二醛；其中，芯材与壁材的 芯壁比为（1/1)~（1/3)，复配表面活性剂的质量为芯材质量的10~50%。
[0009] (2)荆芥精油的乳化：将荆芥精油、吐温-80、司班-80及蒸馏水按比例混合，混合 后制得混合溶液；采用超声细胞粉碎仪对混合溶液超声乳化一段时间，得到荆芥精油乳液； 其中，荆芥精油乳液中荆芥精油的质量分数为〇. 5~2%，复配表面活性剂（司班-80与吐 温-80)的质量分数为0. 1~0. 5% ;
[0010] (3)荆芥精油微胶囊的制备：
[0011] a、将壳聚糖配制成壳聚糖溶液，将壳聚糖水溶液中加入乳化后的荆芥精油乳液 中，并采用超声细胞粉碎仪超声乳化一段时间，得到混合乳液；
[0012] b、将混合乳液用醋酸溶液调节pH为2~5,并置于一定搅拌速度下；
[0013]c、将海藻酸钠配制成海藻酸钠溶液，并调节其pH至2~5,然后向混合乳液中缓慢 滴加海藻酸钠水溶液，复凝聚30min，即获得荆芥精油微胶囊悬浊液；其中，混合乳液中芯 材与壁材的混合质量分数为0. 25~0. 75%
[0014] d、向复凝聚后的荆芥精油微胶囊悬浊液中滴加戊二醛，常温固化60min;
[0015]e、将荆芥精油微胶囊悬浊液喷雾干燥，得到荆芥精油微胶囊固体粉末；
[0016] 优选后，表面活性剂为司班-80与吐温-80复配，司班-80与吐温-80的复配比例 为（1/2)~（3/1)。采用上述复配比例，表面活性剂的效果尤为明显，适用于本发明。
[0017] 优选后，步骤（2)中超声细胞粉碎仪工作时，工作功率为200~300w，单位工作时 间为2s，单位工作间隔为3s，工作次数为50~300次。该超声分散操作设计巧妙，效果良 好。
[0018] 优选后，步骤（3)的a中配制壳聚糖溶液的具体过程为：将壳聚糖溶于醋酸溶液中 配制成壳聚糖溶液，其中，醋酸在醋酸溶液中的浓度为0.3%，壳聚糖溶液中壳聚糖的质量 分数为1%。
[0019] 优选后，步骤（3)的a中超声细胞粉碎仪工作时，工作功率为200~300w，单位工 作时间2s，单位工作间隔为3s，工作次数为50~300次。该超声分散操作设计巧妙，效果 良好。
[0020] 优选后，步骤（3)的b中搅拌速率为400~1000rap/min。进一步提高分散的均匀 性。
[0021] 优选后，步骤（3)的c中配制海藻酸钠溶液的具体过程为：将海藻酸钠溶于蒸馏水 中配制成海藻酸钠溶液，其中海藻酸钠溶液中海藻酸钠的质量分数为1 %。
[0022] 优选后，壁材为壳聚糖与海藻酸钠复配，壳聚糖与海藻酸钠的复配比例为 (2/1)~（1/2)。
[0023] 优选后戊二醛的质量为壳聚糖的质量的1~5%。
[0024] 由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0025] 本发明为荆芥精油纳米驱蚊微胶囊的制备方法，以荆芥精油为芯材，壳聚糖和海 藻酸钠为复合壁材，通过乳化、复凝聚等操作制备得到荆芥精油微胶囊固体粉末。克服了目 前天然驱避剂趋避时间短、耐久性差的问题，赋予了无毒、安全、环保的优点，具有广阔的应 用价值。其具体有益效果表现为：
[0026] 1、本发明将荆芥精油开拓至纺织领域，具有巨大的经济效益及社会效益。
[0027] 2、本发明制备的驱蚊微胶囊趋避时间长，耐久性能好，通过微胶囊化，延长了缓释 时间，扩大了其应用范围。粒径为纳米级，整理到织物上对织物的白度和手感影响不大。
[0028] 3、壳聚糖具有良好的抗菌效果，以其为壁材制备的微胶囊具有优异的抗菌性能， 将制备的荆芥精油微胶囊整理到真丝织物上，可以同时赋予真丝织物驱蚊和抑菌的功效， 增加了真丝织物的附加属性，可在夏天免受蚊虫的侵害。
[0029] 4本发明中使用的芯材与壁材均为天然高分子，与生态环境的相容性好，可生物降 解，安全环保。
[0030] 5、表面活性剂具有乳化作用、增溶作用、润湿作用及分散作用，能够改善制备过程 中乳液的分散均匀性，从而提高微胶囊的使用效果。
[0031] 6、超声及搅拌操作进一步提高乳液的分散均匀性。
【具体实施方式】
[0032] 本发明制备前采用正交实验筛选出理想配方，以微胶囊制备中常用的复凝聚相分 离法进行配方初选正交实验对比：
[0033] 采用四因素三水平正交实验（见表1)初选复凝聚相制备荆芥精油微胶囊的配方。 四因素分别为芯材与壁材混合浓度％ (以下记做芯壁质量分数）、芯材与壁材之比（以下 记做芯壁比）、pH值、搅拌速率r/min。荆芥精油的乳化条件为，将荆芥精油和司班-80、吐 温-80按比例混合制成混合溶液，混合溶液中荆芥精油的质量分数为1%，司班-80和吐 温-80复配比1/1，复配表面活性剂的混合浓度0. 3 %，用超声细胞粉碎仪在300w功率下， 单位工作时间2s，单位工作间隔3s，工作次数250次，得荆芥精油乳液，以乳液粒径为评价 指标，其结果见表2。
[0034] 表1复凝聚相分离法制备荆芥精油微胶囊配方初选正交实验因素
[0035]
[0036] 表2复凝聚相分离法制备荆芥精油微胶囊配方初选正交实验结果
[0039] 由表2可知，复凝聚相分离法制备荆芥精油微胶囊配方中，影响微胶囊粒径的主 要因素为芯壁质量分数和搅拌速率，芯壁质量分数对微胶囊的粒径影响最大，实验表明随 着芯壁质量分数的增大，微胶囊平均粒径逐渐增大，主要是由于壁材浓度太高时，体系中大 部分带正电荷的壳聚糖与带负电荷的海藻酸钠分子急剧反应，凝聚在一起形成絮状物从而 使微胶囊粒径增大。搅拌速率对微胶囊粒径的影响与芯壁质量分数类似，搅拌速率过低，分 散不均匀，使壁材局部浓度过高，复凝聚反应剧烈，形成絮凝物，微胶囊粒径增加。在微胶囊 的生产过程中，pH的调节也很重要，pH值大于5时，壳聚糖分子所带的正电荷量减少，所以 形成微胶囊的量减少。当pH值小于2. 0时，酸性过强，溶液中所带的H+含量太多，海藻酸 钠多以质子形式存在，会影响氨基与羧基的结合，妨碍复凝聚反应的发生，所以会减少微胶 囊的形成，调节pH到壳聚糖与海藻酸钠的等电点处，微胶囊生产率最大。芯壁比在一定范 围内越高，芯材含量越高，粒径越大，微胶囊壁越薄，容易破裂，综合选出合适的芯壁比。
[0040] 综上，得出复凝聚相分离法制备荆芥精油微胶囊最佳工艺条件如下：芯壁比为 2:1，芯壁质量分数为0. 5%，复凝聚pH值3,搅拌速率600rap/min，荆芥精油微胶囊粒径为 200nm〇
[0041] 根据上述正交试验得到的最佳工艺条件，结合具体的实施