缓释香精粒径大小分布与体系流变特性的关系研究

Sustained-release fragrance as one effective additive has been applied in many fields such as food, cosmetic, cigarette, medicine, textile, leather, paper and so on. Focused on the important problem of the uneven diameters and instability of micro/nano sustained-release fragrance, the rules among the diameters dispersion, rheology and stability will be investigated in this project. The key parameters influenced the diameters dispersion and stability during their preparation will be explored. The influence of the reaction conditions such as the structure of fragrances, the content of fragrance and emulsifiers on the diameters, the dispersion of the particles, rheology and stability will be studied. Furthermore, the above rules will also be investigated via the molecular design, the reaction model, the experiment characterization, the obscure math theory and the simulation calculation of the molecules. The common laws during the preparation of the sustained release fragrance would be obtained.

缓释香精作为一种新型高效的添加剂，已广泛应用于食品、日用化妆品和洗涤用品、烟草、医药、纺织品、皮革、造纸等行业，与国民经济和人民生活密切相关。针对目前缓释香精产品生产过程中存在的粒径大小分布不均匀、体系状态稳定性差的突出问题，本项目旨在通过研究不同纳微尺度的缓释香精体系中粒径大小分布、流变特性与稳定性的变化规律，探索缓释香精制备过程中影响粒径大小分布和稳定性的关键参数。重点考察不同香精分子结构、香精浓度、乳化剂分子结构和浓度等因素对缓释香精体系中粒径大小及其分布与流变特性（粘性、弹性）参数的影响，以及粒径大小分布、流变特性与稳定性之间的关系。并借助于分子设计、反应模型、实验表征、模糊数学理论与分子模拟计算方法研究缓释香精的分子结构、浓度、乳化剂等对体系的粒径大小及分布、流变特性参数和稳定性的影响，探讨影响纳微缓释香精粒径大小分布与稳定性的关键因素。找出纳微缓释香精制备过程中的共性规律。

本项目通过缓释香精分子设计、反应合成、实验表征等手段，并借助于模糊数学与分子模拟计算方法，系统研究了不同缓释香精体系中香精分子结构、香精浓度、乳化剂分子结构和浓度等因素对粒径大小及分布的影响，以及缓释香精体系中粒径大小分布与流变特性、稳定性之间的关系。稳态流变测试结果表明，芳樟醇纳米胶囊乳液体系表现出假塑性流体“剪切稀化”的流变特性；动态流变测试结果表明，当芳樟醇浓度较低或较高时，乳液体系在低角频率下主要表现为黏性特征，而当芳樟醇浓度为0.8%时，体系储能模量高于损耗模量，主要表现为弹性特征；贮存时间对芳樟醇浓度不同的纳米胶囊乳液体系表观粘度、储能模量、损耗模量的影响也不同，相对稳定的乳液体系其表观粘度基本不随贮存时间的增加而变化，G＇和G＂的大小随时间的变化也较小，而且在低角频率范围内，储能模量大于耗能模量，体系表现为弹性形变，由此可以比较、判断纳米胶囊乳液的稳定性差异；拟合结果说明，用四参数Carreau黏度模型进行拟合，能够合理的反映实验结果；根据所得拟合参数n 和λ随储存时间的变化规律，能够预测聚合物纳米胶囊乳液的稳定性。对不同的海藻酸钠浓度、乳化剂用量、乳化方式、香精添加量及反应温度下制备的海藻酸钙纳米胶囊乳液进行稳态和动态流变行为测试。动态模量测试结果表明，海藻酸钙纳米胶囊乳液在低频率下损耗模量高于贮存模量，黏性特征占主导。当频率增大时，贮存模量逐渐增加。贮存模量慢慢超过损耗模量，纳米胶囊乳液则表现弹性特征。不同制备条件导致制备的胶囊粒径不同，因此由粘性转为弹性的转折点频率不同且转折频率随粒径增大而降低。稳态流变测试结果表明，制备的海藻酸钙纳米胶囊乳液为非牛顿型纳米流体，纳米胶囊乳液在0.001-10s-1剪切速率范围内表现出剪切变稀现象，粘度基本保持不变当剪切速率升高到10-1000s-1时。不同制备条件导致制备的海藻酸钙胶囊粒径不同，纳米胶囊颗粒粒径越大，表观粘度越低，且表观粘度降低斜率越小。