芳香族二醇界面缩聚法制备缓释型聚氨酯微胶囊及其性能研究

为解决芳香族二醇水溶性差导致难以用于界面聚合的问题，Prashant Yadav团队创新性地采用苯-1,4-二甲醇(BDM)为原料，通过界面缩聚成功制备出包封率高达92%、粒径1-20μm的聚脲-氨酯(PUU)微胶囊。该微胶囊玻璃化转变温度(Tg)达143°C，较脂肪族二醇体系提升32%，Weibull模型证实其缓释机制以Fickian扩散为主，为高性能复合材料、电子器件等领域提供了新型封装材料。

　　

在功能性高分子材料领域，聚脲-氨酯(PUU)微胶囊因其可调控的尺寸特性和优异的封装性能备受关注。然而传统界面聚合技术长期受限于原料选择——芳香族二醇虽然能显著提升材料耐热性，但其极低的水溶性却成为技术瓶颈。这种矛盾局面导致该领域长期依赖脂肪族二醇，使得微胶囊的玻璃化转变温度(T_g)难以突破108°C的天花板，严重制约了在高温环境下的应用潜力。

CSIR-国家化学实验室的Prashant Yadav团队在《Reactive and Functional Polymers》发表的这项研究，巧妙选取苯-1,4-二甲醇(BDM)作为模型芳香族二醇，以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为模拟驱虫剂，通过优化界面缩聚工艺参数，成功攻克了芳香族单体在水相分散的技术难题。研究采用差示扫描量热法(DSC)精确测定热力学性能，结合Weibull数学模型解析释放动力学，系统比较了不同二醇体系的结构-性能关系。

Abstract

研究首次证实芳香族二醇可用于制备高性能PUU微胶囊，其92%的包封效率和1-20μm的粒径分布展现出优异的工艺可控性。

材料特性

DSC热分析显示BDM基微胶囊T_g高达143°C，较传统乙二醇体系提升32.4%，这归因于芳香环赋予的分子链刚性。扫描电镜证实微胶囊表面呈现典型的多孔结构，这种形貌特征为后续释放行为研究提供了结构基础。

释放机制

通过Weibull模型拟合28天释放曲线，发现扩散指数β值始终小于0.75，明确属于Fickian扩散主导的释放机制。与脂肪族体系相比，芳香族微胶囊的DMP渗透速率降低41%，证明芳香环可有效增强囊壁屏障作用。

这项研究的突破性在于：首次建立了芳香族二醇-界面聚合的技术路线，将PUU微胶囊的耐热性能提升到新高度。其143°C的T_g值使材料可适应电子封装等高温场景，而可控的Fickian释放特性则为农药缓释、功能涂料等领域提供了新选择。作者特别指出，该技术路线具有良好普适性，未来可通过替换不同芳香族单体进一步拓展应用边界。这些发现为高性能聚合物微胶囊的设计提供了全新分子工程策略。