论文综述-电泳颗粒的微胶囊化研究进展

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1、本科生毕业设计（论文）论文综述学院轻工学院专业印刷工程导师学生学号二〇一五年三月二十五日1绪论近几年随着电子、信息科学的飞速发展、网络的广泛传播和普及，许多过去用印刷品的形式分发的文字信息都逐步采用电子文档的形式传送，越来越多的书籍和报刊杂志也采用电子出版物的形式发送。通常人们只能通过电脑显示屏来阅读这些信息资料和出版物。但是人们长期受到电子显示器的辐射侵害，容易疲劳、视力下降甚至患上眼疾、神经衰弱等所谓的电脑病。因此，随着科学的发展、人类社会的进步和需求迫切呼唤新型信息显示器和载体取代旧有的电子显示器，而电子纸的出现引起人们的极大关注来作为普通纸张的替代品。电子纸的实现方式是多种多样的，其中

2、最主要的方法是，利用印刷技术将一种叫做“电子墨水”的复杂液体涂覆在柔性基材上来制备电子纸。电子墨水是一种墨水状的悬浮物，在不同极性的电压下，呈现出不同的稳定状态，从而显示出不同的颜色和灰度，在外电场作用下也可以实现可逆、双稳态、柔性显示。其中，电泳颗粒是电子墨水的重要组成部分之一，电泳颗粒的优点是：(1)能够稳定的分散在电泳液中(2)拥有良好荷电特性(3)在无机溶剂中有低密度性、无溶胀性和化学稳定性(4)粒径较小（0.1μm~5μm）(5)具有较好的光学性能、高折射率、高散射系数和低吸收系数。所以说，根据这些优点我们能逐步解决所谓电脑病所产生问题。电泳颗粒的微胶囊化就是将电泳颗粒为核心,使聚合

3、物成膜材料(壁材)在其上面进行沉积,涂层,形成一层薄膜,将电泳颗粒进行包裹。所以微胶囊就具有能够防止电泳颗粒的团聚、沉降，使能够避免受到环境的影响,包裹后能够使作用发挥到更好,从而使电泳显示成为现实。自1930年始，微胶囊已经广泛的应用在医药、食品、农药、化妆品、涂料、油墨、金属切削、添加剂等多个重要领域[1]。所以对电泳颗粒的微胶囊化的研究被认为是当前最具发展前途的显示技术之一。1.1电泳颗粒微胶囊化的研究目的及意义在1997年，麻省理工学院（MIT）的媒体实验室首次提出微胶囊化电子墨水课题。同年，B.Comiskey等[1]提出利用喷雾合成的方法，使微胶囊包裹颜料颗粒和深色染料溶液，在微胶

4、囊内部实现了电泳显示，成功改变了电泳颗粒在大于微胶囊尺度范围内易团聚、易沉积等弊端，使在其特定环境内稳定存在，并且延长了电泳颗粒的使用寿命。同时，微胶囊化电子墨水还具有超低损耗、宽视角、便携性高、反射型显示等优越特性，使得在电子纸和显示器件的方面展现出了巨大潜力。微胶囊化的电泳基液还能够通过打印或者印刷的方式涂镀到适当的基体材料表面上，从而实现柔性显示。制备微胶囊首先应该是细分出液体、固体或气体的芯材,然后把这些微粒做为核心，使聚合物壁材在其上进行沉积、涂层,形成一层薄膜,然后将囊心颗粒进行包裹。把此过程称之为微胶囊化[2]。当电泳颗粒被包裹在独立的微胶囊中，就能够减小电泳颗粒之间的相互作用力

5、的碰撞的几率，从而能够有效地阻碍电泳颗粒的沉积、团聚、侧移等缺点，还能够提高电子纸的稳定性与使用寿命。正是因为这个创新性的方法，才使得电子纸的开发从低潮走向巅峰。因为微胶囊电子墨水中的主体是电泳颗粒，所以电泳颗粒的性能好坏就影响了微胶囊的成败，所以我们要尽量选用粒径均匀、电泳性能好、分散性好的颗粒。这样才能使微胶囊包裹出的电泳颗粒具有更好的性能以及质量。目前，就国内的电泳颗粒来讲，种类相对较少，改性的效果不是很明显，与国外也有着明显差距。国外发展微胶囊比较早，所以导致其现阶段微胶囊性能以及质量都处于绝对的优势，使得我们国家对于微胶囊不得不选择进口来填补国内微胶囊方面的短缺。特别是近些年我国经济

6、等各方面体制发展的更加迅速，对于微胶囊的需求也就伴随着微胶囊应用领域的不断扩大而增大，所以我们就应该加大了在该技术领域的投入和开发，尽力去发展好微胶囊技术，不断的完善其性能，争取早日让微胶囊这项技术在全球领域范围内处于领先的地位，从而不仅能够使我国的微胶囊化技术拥有更加广阔的发展，而且对国内经济的发展也有强大的促进作用。1.2电泳颗粒微胶囊化的国内外研究现状1.2.1国内研究现状王登武等[3]使用硬脂酸（SA）对二氧化钛(TiO2)颗粒进行表面改性，用阿拉伯树胶为壁材，利用复凝聚法制备出白色电子墨水微胶囊。由傅立叶红外光谱仪分析出改性后的TiO2颗粒具有良好的分散性。在用一步法制备壁材时发现：

7、反应中阿拉伯树胶用量少并且缓慢调节体系醋酸（HAc）局部浓度变化时，能够制出囊壁透明，光滑的电子墨水微胶囊并且制备出的显色颗粒具有很好的电场响应性和可逆性。在微胶囊化处理后均匀、稳定分散在微胶囊内。王登武等[4]结果得出十二烷基硫酸钠(SDS)与明胶之间形成的复合凝聚相具有很高的表面活性。此外，当Span80（CP）体积分数为2.0%~3.0%时，制备的微胶囊囊壁均匀、光滑，平均粒径约为60μm。