畢業(yè)設計（論文）：電泳顆粒的微膠囊化研究進展

1、<p>　　哈爾濱商業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　電泳顆粒的微膠囊化研究進展</p><p>　　學 生 姓 名： 王 冠 </p><p>　　指 導 教 師： 楊春莉 </p><p>　　專 業(yè) 班 級： 印刷工程一班

2、 </p><p>　　學 號： 201110830332 </p><p>　　學 院： 輕工學院 </p><p>　　二〇一五 年 六 月 八 日</p><p>　　Undergraduate Graduation Project (Thes

3、is)</p><p>　　Harbin University of Commerce</p><p>　　The Research Progresson Microencapsula-</p><p>　　tion of Electrophoretic particles</p><p>　　2015 - 6 - 8 </p>

4、<p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）審閱評語</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）審閱評語</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）答辯評語</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子、信息科學和網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，電腦越來

5、越普及，但是由于電腦屏幕具有輻射、閃爍等缺點，很容易得上所謂的電腦病。為了解決電腦病所帶來的問題，所以對微膠囊電子墨水展開研究。由于電泳顆粒是電子墨水的重要組成部分，所以對于電泳顆粒的微膠囊化很有必要。微膠囊包裹電泳顆粒后，能夠改善電泳顆粒的團聚、沉降等缺點，提高了電子墨水在電子紙中的穩(wěn)定性。本課題就微膠囊包裹電泳顆粒展開綜述研究，并利用界面聚合法、原位聚合法和復凝聚法進行制備微膠囊，并主要闡述了利用復凝聚法制備微膠囊微膠囊包裹電泳顆粒

6、中的影響因素，并對其結果進行討論、提出改進建議，最后對微膠囊的現(xiàn)狀進行評述和展望。</p><p>　　關鍵詞：電泳顆粒；電子墨水；微膠囊</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of electronics, information science and

7、 networks, computer is becoming increasingly popular, but because the computer screen with a radiation, flicker and other shortcomings, it is easy to get on the so-called computer disease. In order to solve the problems

8、caused by the computer's disease, the study of electronic ink microcapsules expand. Since the electrophoretic particles is an important part of electronic ink, so the microencapsulated electrophoretic particles is &l

9、t;/p><p>　　electrophoretic particles can be improved electrophoretic particle agglomeration, sedimentation and other shortcomings, improve the electronic ink electronic paper the stability. This topic will micr

10、oencapsulated electrophoretic particles were summarized research, and the use of interfacial polymerization, in situ polymerization and complex coacervation microcapsules prepared, and mainly describes the use of complex

11、 coacervation microcapsules microencapsulated electrophoretic particles impact fa</p><p>　　Key words: electrophoretic particles; electronic ink; microcapsules</p><p><b>　　目 錄</b>&l

12、t;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 緒 論1</p><p>　　1.1 電泳顆粒微膠囊化的研究目的及意義1</p><p>　　1.2 電泳顆粒微膠囊化的國內外研究現(xiàn)狀2</p>

13、<p>　　1.2.1國內研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2國外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3 本論文的主要研究內容5</p><p>　　2 電泳顆粒微膠囊化制備方法7</p><p>　　2.1 界面聚合法7</p><p>　　2.1.1 界面聚合法原理7</p

14、><p>　　2.2.2 界面聚合法優(yōu)缺點的分析7</p><p>　　2.2 原位聚合法8</p><p>　　2.2.1 原位聚合法原理8</p><p>　　2.2.2 原位聚合法優(yōu)缺點的分析9</p><p>　　2.3 復凝聚法9</p><p>　　2.3.1 復凝聚法原理

15、9</p><p>　　2.3.2 復凝聚法優(yōu)缺點分析9</p><p>　　2.4 本章小結10</p><p>　　3 微膠囊制備中的影響因素11</p><p>　　3.1 電泳顆粒的改性狀態(tài)對微膠囊的影響11</p><p>　　3.2 聚合溫度對微膠囊包裹電泳顆粒的影響11</p&

16、gt;<p>　　3.2.1 聚合溫度對聚合物分子量的影響11</p><p>　　3.2.2 聚合溫度對微膠囊粒徑大小的影響12</p><p>　　3.2.3 聚合溫度對微膠囊分散性的影響12</p><p>　　3.3 乳化劑對微膠囊包裹電泳顆粒的影響12</p><p>　　3.3.1 界面聚合反應中乳化劑的影

17、響12</p><p>　　3.3.2 復凝聚法反應中乳化劑的影響12</p><p>　　3.4 阿拉伯膠和明膠的用量比例對微膠囊包裹電泳顆粒的影響13</p><p>　　3.5 攪拌速度對微膠囊包裹電泳顆粒的影響14</p><p>　　3.5.1 對粒徑分布和平均粒徑的影響14</p><p>　

18、　3.5.2 對平均壁厚的影響14</p><p>　　3.6 pH值對微膠囊包裹電泳顆粒的影響14</p><p>　　3.6.1 滴酸速度的影響15</p><p>　　3.6.2 醋酸濃度的影響15</p><p>　　3.7 交聯(lián)固化過程對微膠囊包裹電泳顆粒的影響15</p><p>　　3.8 本

19、章小結16</p><p>　　4 發(fā)展與展望18</p><p>　　4.1 發(fā)展過程中的主要問題18</p><p>　　4.1.1 目前微膠囊包裹電子墨水中的問題18</p><p>　　4.1.2 發(fā)展彩色電子墨水微膠囊中的問題18</p><p>　　4.2 對微膠囊包裹電泳顆粒的展望1

20、9</p><p><b>　　結 論20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p&g

21、t;　　近幾年隨著電子、信息科學的飛速發(fā)展、網(wǎng)絡的廣泛傳播和普及，許多過去用印刷品的形式分發(fā)的文字信息都逐步采用電子文檔的形式傳送，越來越多的書籍和報刊雜志也采用電子出版物的形式發(fā)送。通常人們只能通過電腦顯示屏來閱讀這些信息資料和出版物。但是人們長期受到電子顯示器的輻射侵害，容易疲勞、視力下降甚至患上眼疾、神經(jīng)衰弱等所謂的電腦病。</p><p>　　因此，隨著科學的發(fā)展、人類社會的進步和需求迫切呼喚新型信息顯示

22、器和載體取代舊有的電子顯示器，而電子紙的出現(xiàn)引起人們的極大關注來作為普通紙張的替代品。電子紙的實現(xiàn)方式是多種多樣的，其中最主要的方法是，利用印刷技術將一種叫做“電子墨水”的復雜液體涂覆在柔性基材上來制備電子紙。</p><p>　　電子墨水是一種墨水狀的懸浮物，在不同極性的電壓下，呈現(xiàn)出不同的穩(wěn)定狀態(tài)，從而顯示出不同的顏色和灰度，在外電場作用下也可以實現(xiàn)可逆、雙穩(wěn)態(tài)、柔性顯示。其中，電泳顆粒是電子墨水的重要組成部

23、分之一，電泳顆粒的優(yōu)點是：(1)能夠穩(wěn)定的分散在電泳液中(2)擁有良好荷電特性(3)在無機溶劑中有低密度性、無溶脹性和化學穩(wěn)定性(4)粒徑較?。?.1μm~5μm）(5)具有較好的光學性能、高折射率、高散射系數(shù)和低吸收系數(shù)。所以說，根據(jù)這些優(yōu)點我們能逐步解決所謂電腦病所產生問題。</p><p>　　電泳顆粒的微膠囊化就是將電泳顆粒為核心,使聚合物成膜材料(壁材)在其上面進行沉積,涂層,形成一層薄膜,將電泳顆粒進

24、行包裹。</p><p>　　所以微膠囊就具有能夠防止電泳顆粒的團聚、沉降，使能夠避免受到環(huán)境的影響,包裹后能夠使作用發(fā)揮到更好,從而使電泳顯示成為現(xiàn)實。自1930年始，微膠囊已經(jīng)廣泛的應用在醫(yī)藥、食品、農藥、化妝品、涂料、油墨、金屬切削、添加劑等多個重要領域[1]。所以對電泳顆粒的微膠囊化的研究被認為是當前最具發(fā)展前途的顯示技術之一。 </p><p>　　1.1電泳顆粒微膠囊化的研

25、究目的及意義</p><p>　　在1997年，麻省理工學院（MIT）的媒體實驗室首次提出微膠囊化電子墨水課題。同年，B. Comiskey等[1]提出利用噴霧合成的方法，使微膠囊包裹顏料顆粒和深色染料溶液，在微膠囊內部實現(xiàn)了電泳顯示，成功改變了電泳顆粒在大于微膠囊尺度范圍內易團聚、易沉積等弊端，使在其特定環(huán)境內穩(wěn)定存在，并且延長了電泳顆粒的使用壽命。同時，微膠囊化電子墨水還具有超低損耗、寬視角、便攜性高、反射型

26、顯示等優(yōu)越特性，使得在電子紙和顯示器件的方面展現(xiàn)出了巨大潛力。微膠囊化的電泳基液還能夠通過打印或者印刷的方式涂鍍到適當?shù)幕w材料表面上，從而實現(xiàn)柔性顯示。</p><p>　　制備微膠囊首先應該是細分出液體、固體或氣體的芯材,然后把這些微粒做為核心，使聚合物壁材在其上進行沉積、涂層,形成一層薄膜,然后將囊心顆粒進行包裹。把此過程稱之為微膠囊化[2]。當電泳顆粒被包裹在獨立的微膠囊中，就能夠減小電泳顆粒之間的相互作

27、用力的碰撞的幾率，從而能夠有效地阻礙電泳顆粒的沉積、團聚、側移等缺點，還能夠提高電子紙的穩(wěn)定性與使用壽命。正是因為這個創(chuàng)新性的方法，才使得電子紙的開發(fā)從低潮走向巔峰。</p><p>　　因為微膠囊電子墨水中的主體是電泳顆粒，所以電泳顆粒的性能好壞就影響了微膠囊的成敗，所以我們要盡量選用粒徑均勻、電泳性能好、分散性好的顆粒。這樣才能使微膠囊包裹出的電泳顆粒具有更好的性能以及質量。</p><p

28、>　　目前，就國內的電泳顆粒來講，種類相對較少，改性的效果不是很明顯，與國外也有著明顯差距。國外發(fā)展微膠囊比較早，所以導致其現(xiàn)階段微膠囊性能以及質量都處于絕對的優(yōu)勢，使得我們國家對于微膠囊不得不選擇進口來填補國內微膠囊方面的短缺。特別是近些年我國經(jīng)濟等各方面體制發(fā)展的更加迅速，對于微膠囊的需求也就伴隨著微膠囊應用領域的不斷擴大而增大，所以我們就應該加大了在該技術領域的投入和開發(fā)，盡力去發(fā)展好微膠囊技術，不斷的完善其性能，爭取早日讓

29、微膠囊這項技術在全球領域范圍內處于領先的地位，從而不僅能夠使我國的微膠囊化技術擁有更加廣闊的發(fā)展，而且對國內經(jīng)濟的發(fā)展也有強大的促進作用。</p><p>　　1.2電泳顆粒微膠囊化的國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1國內研究現(xiàn)狀</p><p>　　王登武等[3]使用硬脂酸（SA）對二氧化鈦(TiO2)顆粒進行表面改性，用阿拉伯樹膠為壁材，利用復凝聚法

30、制備出白色電子墨水微膠囊。由傅立葉紅外光譜儀分析出改性后的TiO2顆粒具有良好的分散性。在用一步法制備壁材時發(fā)現(xiàn)：反應中阿拉伯樹膠用量少并且緩慢調節(jié)體系醋酸（HAc）局部濃度變化時，能夠制出囊壁透明，光滑的電子墨水微膠囊并且制備出的顯色顆粒具有很好的電場響應性和可逆性。在微膠囊化處理后均勻、穩(wěn)定分散在微膠囊內。王登武等[4]結果得出十二烷基硫酸鈉(SDS) 與明膠之間形成的復合凝聚相具有很高的表面活性。此外，當Span 80（CP）體積

31、分數(shù)為2.0% ~3.0%時，制備的微膠囊囊壁均勻、光滑，平均粒徑約為60μm。當電場強度為2.5×106V/m時，制備出的微膠囊具有很好的電場響應行為以及可逆移動性。</p><p>　　陳潔明等[5]以TiO2顆粒作為白色帶電粒子，以四氯化碳一二甲苯混合液作為分散介質，以油酸作為穩(wěn)定劑制得白色微膠囊。</p><p>　　陳俊武等[6]，主要采用具有高白度和高折光率的TiO2

32、顆粒作為白色電泳粒子，并用硅烷偶聯(lián)劑(Y一甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷)對其進行表面改性，使其更好的與懸浮液相匹配，提高TiO2的懸浮穩(wěn)定性。以阿拉伯膠一明膠為膠囊原材料成功制備了150微米左右的電子墨水微膠囊，并對膠囊的制備條件進行了討論。</p><p>　　朱宛琳等[7]自制SiO2顆粒呈球形,粒徑約300 nm,SiO2顆粒表面包裹了聚苯乙烯，包裹層較為均勻完整，層厚約為10~25 nm,并隨包裹顆粒時

33、所加苯乙烯單體量增大而變厚，顆粒在四氯乙烯中的表面Zeta電位由-4.26mV提高到-49.47mV，包裹后顆粒在電勢為9V的電場下,響應時間理論計算值到達40 ms，顆粒在四氯乙烯中的分散性良好，分散后靜置48 h，分散率可達到87 %。</p><p>　　孫世偉等[8]采用自由基接枝聚合法，將紫外透光率法作為其主要表征手段，主要考察聚合物包裹層的組成結構對電泳顆粒在電泳液內穩(wěn)定分散產生的影響。結果表明，顆粒

34、被聚合物修飾后其穩(wěn)定時間提高了4倍多，并且隨著包裹單體側鏈長度的增加而增大。</p><p>　　李芳等[9]總結出明膠是由71種氨基酸聚合而成的高分子聚合物，長期在40℃以上加熱就會使明膠分子中的肽鏈的水解斷裂。研究得出為了使微膠囊球不產生粘連，故在工業(yè)化生產微膠囊中不采用烘干干燥。采用冷凍干燥時，在開始時會失去表面水分，微膠囊球表面形態(tài)沒有變化，8h后大微膠囊（直徑大于20μm）的有輕微皺縮，延長冷凍干燥的時

35、間之后，微球表面沒有變化。</p><p>　　謝建宇等[10]將原位聚合法與復凝聚法相結合，在脲甲醛樹脂微膠囊表面包裹一層明膠，制備了電泳顯示雙層微膠囊，增加了囊壁厚度。實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)明膠－阿拉伯樹膠形成的第二層囊壁外表面比脲醛樹脂第一層囊壁內表面更加光滑，而且微膠囊的壁材強度和韌性有了顯著提高，微膠囊的破損率也大大降低。</p><p>　　左朝陽[11]研究微膠囊化工藝總結出，制備出明

36、膠—阿拉伯樹膠電子墨水微膠囊應該具備的最佳實驗條件為：溫度為40—50℃，SDS濃度為0.001—0.015wt％，攪拌速度為700—900rpm。就能夠得到分布均勻并且形狀規(guī)則、表面光滑不粘連，平均粒徑為40ktm，濕膠囊壁厚約為2μm的微膠囊顆粒。</p><p>　　左朝陽根據(jù)調節(jié)SDS濃度和攪拌速度，用明膠和阿拉伯膠復合凝聚法制備出在一定范圍內粒徑均勻且可控的微膠囊。得出如下結論：隨著攪拌速度和SDS濃度

37、的增加，囊芯的粒徑逐漸減小，分布比較集中；此外，由于存在陰離子表面活性劑，使其在微膠囊化過程中能夠改善顆粒的分散程度，還能促進明膠的凝聚。</p><p>　　榮宇等[12]以明膠和苯乙烯—馬來酸醉共聚物為壁材制備了電子墨水微膠囊，并將混有水溶性粘合劑的微膠囊均勻涂布在ITO玻璃上，烘干，用紫外光固化劑將電極粘合得到的電子墨水顯示器原型器件表現(xiàn)出了良好的顯示特性，在gV直流電壓驅動下實現(xiàn)了文字顯示。</p&

38、gt;<p>　　郭慧林等[13]采用十八胺對永固紅F5R實施表面改性,使其與四氯乙烯之間的親和性得到改善,獲得分散性良好的懸浮液,并有效抑制微膠囊化過程中顆粒的轉移。本文將十八胺改性永固紅F5R顆粒分散在四氯乙烯中為電泳基液,通過原位聚合法制備了紅色電子墨水微膠囊，并采用光學顯微鏡和掃描電鏡研究了微膠囊的表面形貌。</p><p>　　郭慧琳等[14]采用復凝聚法，把聚乙烯表面改性的大紅粉分散在經(jīng)

39、油溶黑染色的四氯乙烯電泳液中，包覆于明膠－阿拉伯樹膠微膠囊材料中，制備了粒徑均勻的電子墨水微膠囊。</p><p>　　裴廣玲等[15]選用聯(lián)苯胺黃為電泳顆粒，通過一步原位聚合法制備了電泳顯示微膠囊，考察了顏料顆粒的電場響應特性和顯示性能，并且也通過一步原位聚合法制備了藍色背景、黃色顯示的電子墨水微膠囊。此膠囊在電場下具有良好的響應。</p><p>　　路新成等[16] 主要介紹了微膠囊

40、化電子墨水的優(yōu)點：雙穩(wěn)態(tài)、低功耗、寬視角和高對比度等。微膠囊的制備工藝和性能還需要不斷提高，來進一步完善微膠囊的制作技術。著重介紹了電子墨水中電泳顆粒的原理、制備方法以及研究進展，也對電泳顆粒和電子墨水微膠囊化進行展望。</p><p>　　楊哲等[17]主要綜述了微膠囊化電泳顯示技術是實現(xiàn)柔性顯示的重要技術之一，由其制備的電子紙顯示器具有可視性好、功耗低、雙穩(wěn)態(tài)、攜帶方便等優(yōu)點，而且能夠在一定范圍內有效地改善電

41、子墨水的穩(wěn)定性問題。本文介紹了近些年來利用微膠囊化電泳顯示技術制備電子墨水的主要方法原理以及研究進展，并對其應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了一定的評述。</p><p>　　綜上所述，我國對電泳顆粒的微膠囊化研究起步較晚，還處于發(fā)展階段，所以對于國外文獻的借助較多。國內大多數(shù)研究方向是基于不同的制備方法以及原材料配比的不同來對電泳顆粒的微膠囊化是否能夠更均勻、穩(wěn)定的存在進行研究。</p><p>　

42、　1.2.2國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　Qian Zhao等[18]通過實驗研究表明，TiO2聚合物顆粒在涂料上有足夠的電泳遷移率。Pei-Pei Yin等[19]研究出改性過的TiO2電泳顆粒表面帶相反電荷，白色電泳顆粒和黑色電泳顆?；久婧铣傻目臻g位阻穩(wěn)定。其電泳遷移率和zeta電位分別為-3.87×10-10 m2 V-1 s-1和-25.1mV；3.79×10-10 m2 V-1

43、 s-1和24.6mV。</p><p>　　Tingfeng Tan 等[20]采用在高純氮氣中焙燒顆粒，研究合成了新型低密度的TiO2顆粒復合材料，能夠利用電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）觀察出球形的形狀、光滑的表面和中空或多孔的內部結構。</p><p>　　JY Lee等[21]將TiO2顆粒分散于含甲基丙烯酸(MAA)的甲醇溶液中,采用分散聚合法在其表面包裹聚甲基丙

44、烯酸甲酯(PMMA),所制備的電子墨水微膠囊在180 V/mm的電場作用下表現(xiàn)出優(yōu)良的電泳行為。</p><p>　　M. P. L. Werts等[22]得出對TiO2顆粒聚合有影響的因素有：TiO2的表面處理、聚合物的比例等。還運用反向微懸浮法將聚電解質作為獨特的聚合物涂層，使其染料的表面獲得更好的電荷控制。</p><p>　　Zi-Qiang Wen等[23]對電泳顆粒的粒徑分布和

45、改性后表面形貌進行研究和測定，實驗提高了電泳顆粒在電泳液中的穩(wěn)定性。</p><p>　　H.L. Guo, X.P. Zhao 等[24]研究出利用尿素和甲醛制備聚合形式的電子墨水。實驗表明，微囊中的顏料移向負極，電場使修正的顏料拉回可逆。響應時間約為3.2秒。</p><p>　　Yu D. C.等[25-26]以甲基丙烯酸甲酯和乙烯基乙二醇二甲氧基丙烯酸酯為聚合物單體，以油藍和電荷控

46、制劑二丁基水楊酸鉻溶于甲醇和水為染料溶液，通過原位自由乳化聚合，包裹染料溶液制得藍色電泳顆粒，其最高電泳淌度為 5.27×10-5cm2/(V·s)。又以蘇丹黑為染料，添加負電荷控制劑，制成黑色電泳顆粒，同樣獲得了較好的效果。LinP. Y.等人[27]利用分散聚合和微乳液聚合等方式，用聚乙烯、聚苯乙烯等聚合物包裹顏料分散液或染料溶液等芯材，制備了另一種新型膠囊型電泳顆粒。</p><p>　

47、　Runying Dai等 [28]利用復合凝聚法制備微膠囊。羧甲基纖維素鈉（NaCMC）和琥珀酸二異辛酯磺酸鈉（DSS）制備明膠，用光學顯微鏡（OM）和掃描電子顯微鏡（SEM）對明膠進行粒度分析和熱重分析。此研究不僅提高了微膠囊產率，而且使新賦予的微膠囊具有良好的阻熱性和高穩(wěn)定性。Cui Sun等[29]得出間苯二酚濃度對囊壁的表面形貌和機械強度有影響。微膠囊中壁面和芯材的質量比是影響微膠囊產量的重要因素。</p>&l

48、t;p>　　Y JKim等[30]用三聚氰胺和甲醛作壁材制備蜜胺樹脂電子墨水微膠囊，并考察了不同酸催化體系下微膠囊的性能發(fā)現(xiàn)采用馬來酸酐作該反應體系的催化劑，所得微膠囊壁材透明，交聯(lián)密度較高，耐久力強，可變形性好。</p><p>　　Y. Chen, J. Au等[31]研究說明了在電子墨水技術中，柔性基板的使用擴大了顯示器的應用范圍，能夠顯示出小于0.3毫米厚度，高像素密度（160×2240）

49、和高分辨率（96像素/英寸）。</p><p>　　與國內的研究相比，國外的研究就發(fā)展得較為迅速。在20世紀40年代就已經(jīng)對微膠囊開始研究。主要對電泳顆粒的粒徑均勻分布、改性后的表面形貌進行處理，使電子墨水能夠更穩(wěn)定的存在于微膠囊內。然后主要是利用復合凝聚法制備微膠囊，在原有材料的基礎上進行了粒度分析和熱重分析，使得到的新微膠囊擁有更好的穩(wěn)定性和阻熱性，并且還使微膠囊的產量得到提高。</p><

50、;p>　　1.3本論文的主要研究內容</p><p>　　本文將主要進行對微膠囊包裹電泳顆粒的主要方法，以及制備過程中的影響因素綜述研究，將一下幾個方面作為研究重點來進行。</p><p>　　對比分析微膠囊包裹電泳顆粒的主要方法的優(yōu)缺點。</p><p>　　分析各種對微膠囊包裹電泳顆粒的影響因素，以及這些影響因素對制備出的微膠囊質量的影響。</p&g

51、t;<p>　　2 電泳顆粒微膠囊化制備方法</p><p>　　電泳顯示技術最重要的就是微膠囊的制備。電子墨水微膠囊比普通的微膠囊的要求更為嚴格。(1)微膠囊應具備良好的電絕緣性能，如果微膠囊具有較高電阻率就很容易實現(xiàn)電泳顯示的低電壓驅動。(2)微膠囊的囊壁應透明，應和內相芯材料的折光指數(shù)相匹配，才能從外部觀察到顏料粒子(或染料溶液)顯示的顏色。(3)微膠囊要有較高的機械強度，在電泳顯示器件的制備

52、過程中不易破裂。(4)微膠囊要有良好的密封性，防止芯材外漏。(5)微膠囊應具有一定的化學惰性，不與芯材及周邊材料發(fā)生化學反應。</p><p>　　由于微膠囊技術的應用范圍十分廣泛，所以自從微膠囊技術問世以來，其制備方法或工藝一直是很多學者研究的重點。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在已有的微膠囊制備方法多達 200 余種[32]。所以本章主要介紹了目前制備電子墨水用微膠囊的方法主要有界面聚合法、原位聚合法和復凝聚法。</p&g

53、t;<p><b>　　2.1界面聚合法 </b></p><p>　　2.1.1界面聚合法原理</p><p>　　其原理是將兩種活性單體分別溶解在不同的溶劑中,當一種溶液被分散在另一種溶液中時，溶液界面處發(fā)生聚合反應而形成微膠囊。要求參加反應的兩種或多種官能團之間容易反應，反應是相界面的擴散控制。凡能進行界面縮聚反應的單體都可用來進行界面聚合法的微膠

54、囊化，聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚脲等，但用的較多的是聚酰胺、聚酯和聚氨酯。</p><p>　　利用界面聚合法在制備微膠囊包裹電泳顆粒的報道不是很多。楊桂琴等[33]采用界面聚合法將天然群青(寶石藍)染料分散于硅酸鈉水溶液中，將其加入含有乳化劑的有機分散介質中形成油包水(W/0)型乳液，再加入界面反應所需的氯化銨溶液進行界面反應生成硅膠囊膜，經(jīng)破乳、洗滌、干燥后制得藍色微膠囊。陳潔明等[5]以TiO2作為白色電泳顆

55、粒，以四氯化碳一二甲苯混合液作為分散介質，以油酸作為穩(wěn)定劑制得白色微膠囊。</p><p>　　2.2.2界面聚合法優(yōu)缺點的分析</p><p>　　利用界面聚合法制備的優(yōu)點是：微膠囊包裹電泳顆粒利用此方法制備工藝相對簡單。而且能使包裹出的微膠囊能夠有很好的致密性，所以界面反應制備微膠囊適宜于包囊液體。另外，此方法對于反應單體的純度要求不是很高，形成的聚合物相對分子質量高，對于原材料的純度

56、和配比的要求寬松（因為純度和配比不是影響聚合物相對分子質量的主要因素）[34]，反應速率也比較快，無抽提、脫揮工序，縮聚反應可達到不可逆，產生效果比較好,能夠在常溫情況下進行，對溫度控制操作簡單，采用普通設備即可。高培等[35]人通過界面聚合法制備出含黃色墨水的微膠囊。該微膠囊干燥后不易破裂，有一定的機械強度、韌性、耐水性和耐熱性。</p><p>　　但利用界面聚合法制備微膠囊的缺點是對單體的要求較為嚴格，必須

57、是多官能度的單體才能夠進行使用，以至于它們之間能夠發(fā)生加聚反應或者縮聚反應。對于單體的性質也較為苛刻，其中一種必須為油溶性的，另一種必須為水溶性的。還有經(jīng)常會有一部分單體未參加成膜反應而遺留在微膠囊中，使微膠囊的成果具有瑕疵。</p><p><b>　　2.2原位聚合法 </b></p><p>　　2.2.1原位聚合法原理</p><p>

58、　　該法的原理是需先將聚合物單體溶解在含有乳化劑的水溶液中，然后加入不溶于水的電泳顆粒，經(jīng)過劇烈攪拌使單體較好的分散在溶液中，單體在電泳顆粒表面定向排列，經(jīng)過加熱單體交聯(lián)從而形成微膠囊。</p><p>　　但需要值得注意的是在反應開始時,要將單體先進行預聚合，然后再使預聚體進行再聚合，當聚合的尺寸漸漸增大后，就會沉淀于芯材物質的表面。過程中交聯(lián)和聚合的交替進行，最終形成由芯材物質組成的微膠囊外殼[17]，具體過

59、程如圖2-1所示。早在1997年BComiskey[1]就已經(jīng)開始用尿素和甲醛為原料運用原位聚合法制備電子墨水微膠囊。</p><p>　　圖2-1 原位聚合法原理圖</p><p>　　實現(xiàn)原位聚合法的必要條件是:單體是可溶的,而聚合物是不可溶的。該方法可采用水溶性或油溶性的單體或單體的混合物，也可采用相對分子質量較低的聚合物或預聚物來代替單體。因此，微膠囊囊壁材料的選擇范圍很廣，常見

60、的單體有苯酚、甲醛樹脂、蜜胺、尿素等。</p><p>　　2.2.2原位聚合法優(yōu)缺點的分析</p><p>　　利用這種方法制備的微膠囊的優(yōu)點是該法的單體很廣，如氣溶膠、液體、水溶性的或油溶性的單體或單體的混合物，低分子量的聚合物或預聚等，等種各樣的材料均能用來構成囊壁。</p><p>　　但利用原位聚合法制出的微膠囊表面比較粗糙，成膜的平滑度低，膠囊壁不透明、

61、呈現(xiàn)出的形態(tài)不規(guī)則以及膠囊光散射率高等。利用此方法所得到的微膠囊或多或少存在著受力易破裂、柔韌性較差等缺點。所以為了克服這些缺點，Y TWang等[37]將預聚體替換為低相對分子質量的水溶性脲甲醛樹脂來作為反應單體，得到的電子墨水微膠囊產率高、表面光潔。楊毅等[38-39]則省略了制備預聚體的過程，采用一步法制備脲醛樹脂微膠囊，提高了實際操作性，改變了預聚體制備的不穩(wěn)定問題。</p><p><b>　

62、　2.3復凝聚法</b></p><p>　　2.3.1復凝聚法原理</p><p>　　復凝聚法是指將兩種或兩種以上帶有相反電荷的線形高分子材料作為微膠囊壁材，將電泳顆粒均勻分散在壁材溶液中，在適合的條件下(例如改變pH值、溫度、加入無機鹽電解質等)，將帶有相反電荷的聚合物之間發(fā)生靜電作用。帶有相反電荷的高分子材料之間互相作用后，溶解度降低并且產生相分離，凝聚形成微膠囊。早在

63、1998年，Nakamura等[40]就以明膠/阿拉伯膠為微膠囊壁材，運用復凝聚法制備微膠囊。然后左朝陽[11]則是先通過加水，使明膠/阿拉伯膠形成凝聚相稀釋，從而包覆在芯材周圍，然后再通過調節(jié)pH值，使溶液中的明膠和阿拉伯膠進一步反應，從而制得白色和黃色電子墨水微膠囊并研究分析了表面活性劑、pH值、溫度、固化劑、攪拌速度、稀釋的水量等對微膠囊制備的影響。</p><p>　　2.3.2復凝聚法優(yōu)缺點分析<

64、/p><p>　　復凝聚法是經(jīng)典的微膠囊化方法，操作簡單，具有可以不使用有機溶劑和化學交聯(lián)劑的優(yōu)點，同時該法可以將電泳顆粒微膠囊化，且高效率和高產率。壁材表面性質也較好，具有很好的保護性能且熱穩(wěn)定性良好并通過低電壓試驗證明產品在電泳領域有廣闊的應用前景。</p><p>　　但利用復凝聚法制備的微膠囊有關的兩種聚合物離子的電荷需相反，且離子所帶電荷數(shù)要恰好相等[41]。此外，還必須調節(jié)體系的溫

65、度和鹽的含量，這就增加了微膠囊包裹電泳顆粒的難度。</p><p><b>　　2.4 本章小結</b></p><p>　　界面聚合法的原位聚合法的區(qū)別</p><p>　　因為界面聚合法和原位聚合法都屬于利用化學法來制備微膠囊的方法，并且這兩種方法還較為接近，所以將這兩種方法進行比較。</p><p>　　與原位聚合

66、法相比，界面聚合法的反應速率較快；反應條件溫和，在室溫下即可進行，而且聚合物相對分子質量高；對單體純度和配比要求不嚴格；無抽提、脫揮工序，縮聚反應可達到不可逆。</p><p>　　因為原位聚合法的必備條件是單體可溶，聚合物不可溶。所以與界面聚合法相比，可用于該法的單體應用范圍很廣，如液體、氣溶膠、水溶性或油溶性單體或單體的混合物或者低相對分子質量的聚合物或預聚物等都適用。因此，可用以構成囊壁的材料多種多樣。&l

67、t;/p><p>　　根據(jù)本章內容，對微膠囊包裹電泳顆粒的主要方法進行總結，得出以下圖表，如表2-4。</p><p>　　表2-1 微膠囊包裹電泳顆粒方法</p><p>　　3 微膠囊制備中的影響因素</p><p>　　在微膠囊制備中不同的影響因素對微膠囊的制備產生不同的結果，本章主要從電泳顆粒的改性狀態(tài)、聚合溫度、乳化劑、明膠與阿拉伯膠

68、用量比、攪拌速度、PH值和交聯(lián)固化過程方面討論并分析了對微膠囊制備所產生的影響。</p><p>　　3.1電泳顆粒的改性狀態(tài)對微膠囊的影響</p><p>　　因為電泳顆粒是電泳液中的最重要的組成部分，所以說如果提高電泳顆粒的自身性能，就能夠更好的提高微膠囊的狀態(tài)。提高電泳顆粒性能最主要的因素就是對電泳顆粒進行表面改性，改性后就能夠大大提高微膠囊對電泳顆粒的包裹狀態(tài)[16]。</p

69、><p>　　在電泳顆粒未進行改性前：電泳顆粒在電泳液中會有明顯的團聚現(xiàn)象，分散比較寬，顆粒大大。</p><p>　　在電泳顆粒進行改性后：電泳顆粒分散均一，分布窄，顆粒較小使得包裹后的微膠囊熱穩(wěn)定性好，化學穩(wěn)定性高，有良好的光學性能。</p><p>　　國內就電泳顆粒來講，種類少，改性效果不好，與國外差距較大。因此不斷研究開發(fā)新的電泳顆粒，采用新的表面改性方法及選

70、擇新的改性物，才能改善電泳顆粒性能，進而提高微膠囊的制備。 </p><p>　　3.2聚合溫度對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>　　聚合溫度會影響微膠囊囊壁分子量的分布及變化，還能影響乳液的穩(wěn)定性,進而影響微膠囊產品性能，所以說聚合溫度對微膠囊包裹電泳顆粒也具有一定的影響。張?zhí)煊繹42]實驗研究出當聚合物溫度為20℃-25℃、40℃-45℃時，聚合物分子量低，粒徑大小為1.29

71、μm、1.16μm，分散性為21％、30％，外觀發(fā)粘；當聚合物溫度為60℃-65℃,、70℃-75℃時，聚合物分子量增長，粒徑大小為0.75μm、0.66μm，分散性為50.3％、58％，外觀不粘，呈粉狀；當聚合物溫度為90℃-95℃時，聚合物分子量受影響，粒徑大小為0.87μm，分散性為40.2％，外觀呈現(xiàn)大顆粒，不均勻。所以得到以下結論：</p><p>　　3.2.1聚合溫度對聚合物分子量的影響</p

72、><p>　　提高聚合溫度,可以提高聚合速度及聚合物分子量。當聚合溫度太低時，聚合物分子量較低，常溫下呈一定粘性，粒徑較大，流動性較大。當溫度進一步升高時，聚合物分子量得到適當增長，粒徑較小，流動性較低，著色力較高。若溫度太高，則乳液不穩(wěn)定，但當溫度高于濁點溫度時，氫鍵會由于溫度過高而遭到破壞，聚合物分子量受到影響，乳化劑溶解度下降，部分乳化劑析出，會破壞了整個乳液體系的穩(wěn)定性，結果得到的微膠囊粒徑不均勻，致使流動性

73、增大，著色力下降。所以要調節(jié)出適當?shù)木酆蠝囟龋员ＷC聚和速度和聚合物分子量。</p><p>　　3.2.2聚合溫度對微膠囊粒徑大小的影響</p><p>　　聚合溫度變化會引起的微膠囊粒徑變化，聚合溫度太低或太高粒徑均較大，而當溫度在60℃-65℃，70℃-75℃時粒徑較小，以聚合溫度70℃-75℃時，得到的微膠囊粒徑最小。</p><p>　　3.2.3聚合溫度

74、對微膠囊分散性的影響</p><p>　　聚合溫度引起聚合物分子量變化以及微膠囊粒徑的變化導致微膠囊的分散性發(fā)生變化。隨著溫度的升高，水中分散性提高，但溫度太高如90-95℃時，分散性反而下降，其原因為聚合物分子量太高以及微膠囊粒徑變大，但總的看，分散性比未處理的高。甲苯中分散性比未處理的低，雖然隨著聚合溫度升高，分散性有所增加，但溫度過高(90-95℃)分散性也下降。</p><p>　

75、　3.3乳化劑對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>　　3.3.1界面聚合反應中乳化劑的影響</p><p>　　乳化劑在乳液界面聚合反應中起關鍵的作用。常見的乳化劑有：聚丙烯酸鈉（PAA），亞甲基雙(甲基萘磺酸鈉/MF），聚乙烯醇(PVA)，辛基酚聚氧乙烯十醚（OP-10），烷基酚聚氧乙烯醚（7）（OP-7），脂肪醇聚氧乙烯醚(OS-15)等[42]。</p><

76、;p>　　乳化劑不僅要在聚合開始時形成穩(wěn)定的乳液，而且在聚合過程中一直要保持乳液粒子的穩(wěn)定，尤其在聚合物分子鏈增長期間，隨著鏈的增長，聚合物粘度越大，造成乳膠粒之間要粘連，破壞乳液聚合，當然也會影響微膠囊產品的性能，所以在反應中加入乳化劑是必要的。</p><p>　　在上述提到了乳化劑都易于溶于水，但乳化效果明顯不同。張?zhí)煊腊l(fā)現(xiàn)出單獨用PAA或MF時,得到的微膠囊產品，顆粒不均勻，有較大顆粒，流動性較大，

77、著色力較低。使用干燥產品結塊堅硬。當用OP-7與MF或PAA混合乳化時，顆粒度稍均勻，流動性下降，混合使用時，得到產品均勻，產品著色力仍不高。當單獨用OP-7，OS-15時，流動性低，著色力較高，0S-15分子中聚氧乙烯醚數(shù)較多，分子鏈長，水溶性較好，乳化體系較穩(wěn)定，形成微囊的粒徑較小。</p><p>　　3.3.2復凝聚法反應中乳化劑的影響</p><p>　　將油跟水混合在一起得到的

78、 O/W型乳狀液是熱力學不穩(wěn)定體系，分散相液滴總有自發(fā)聚結、減少表面積，從而降低體系能量的傾向。由于乳化劑可以在油水界面吸附形成界面膜，阻止了液滴間的聚結，所以對分散液滴具有保護作用。除此之外，乳化劑還能能降低油水界面張力，使油相容易分散，且粒度變小，分布變窄[43]。因此，乳化劑起著非常重要的作用，常見的乳化劑有：十二烷基硫酸鈉（SDS）和苯乙烯－馬來酸酐共聚物（SMA）等。但是在采用十二烷基硫酸鈉作為乳化劑時常需要加入助乳化劑（聚乙

79、烯醇）來提高乳液的穩(wěn)定性。</p><p>　　乳化劑以SDS為例：我們在反應體系中加入SDS后，可以發(fā)現(xiàn)微膠囊的粒徑明顯變得均勻，這是因為SDS吸附在分散油滴表面，其疏水鏈段插入電泳液滴內部，而親水基-SO32-在液滴表面時與水相接觸形成穩(wěn)定、結實的界面膜。當復凝聚析出的壁材微粒在油滴表面沉積時，因為界面膜的保護作用才使得油滴不易破乳從而形成粒徑較小的油滴，由此制備出的微膠囊粒徑相對均勻。沒有加入SDS的分散油

80、滴不能夠得到界面膜的保護，很容易破乳，使得微膠囊粒徑不均勻。</p><p>　　SDS的濃度與微膠囊平均粒徑與產率之間也有影響。張靜[43]研究出隨著 SDS 濃度的上升，微膠囊的平均粒徑變小，當濃度大于0.001 g·mL-1后，微膠囊的平均粒徑穩(wěn)定在50μm左右；微膠囊的產率隨著SDS濃度的上升出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象。也可以認為，當 SDS 濃度達到 0.001 g·mL-1時，在油滴表

81、面形成了致密的SDS單分子界面膜，從而使油滴得到了很好的保護。隨著濃度繼續(xù)上升，油滴表面沒有多余的空間來容納更多的SDS分子，多余的SDS分子在水溶液中產生起到了泡劑的作用，從而導致生成大量空氣，微膠囊的產率降低，所以控制好SDS的濃度也是關鍵。</p><p>　　3.4阿拉伯膠和明膠的用量比例對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>　　因為明膠-阿拉伯膠是制備微膠囊包裹電泳顆粒的壁

82、材，所以對制備出的微膠囊具有直接影響。</p><p>　　在利用復凝聚法制備微膠囊包裹電泳顆粒時，張靜[43]在酸性條件下（pH=5.0），由于明膠和阿拉伯膠發(fā)生復凝聚，產生凝膠化現(xiàn)象，使得兩種物質在水中溶解度下降，從溶液中析出形成凝膠，這種現(xiàn)象會降低光在溶液中的透過率。所以光透過率越低，形成的凝膠越多，復凝聚反應則越充分，制備出的微膠囊效果更好。</p><p>　　圖3-1 明膠、阿

83、拉伯膠用量比例曲線</p><p>　　張靜[43]研究發(fā)現(xiàn)出明膠、阿拉伯膠用量比例圖，如圖可知，隨著明膠與阿拉伯膠溶液體積比的增大。光透過率先減小后增大。所以當兩種膠溶液的體積比為 1:1時，透光率最低，復凝聚反應發(fā)生的最完全，說明此時最有利于凝聚相的形成，此時制備出的微膠囊效果最好。</p><p>　　3.5攪拌速度對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>

84、　　攪拌速率主要影響微膠囊平均粒徑和粒徑分布以及平均壁厚。因此在本小節(jié)，詳細研究了攪拌速率對微膠囊的物理屬性包括粒徑分布和平均粒徑以及平均壁厚的影響。當攪拌速度小于400prm時得到的微膠囊顆粒太大，膠囊內囊心液體對膠囊壁產生的壓力大，微膠囊易破裂；大于1200prm時，表面部分凹陷且發(fā)生少量團聚。</p><p>　　3.5.1對粒徑分布和平均粒徑的影響</p><p>　　胡宏林[44

85、]針對了不同攪拌速率條件下微膠囊的粒徑分布和平均粒徑的影響做出了如下分析：隨著攪拌速率降低，微膠囊的粒徑分布存在著明顯的變寬，微膠囊平均粒徑也變大。其中，膠體小球尺寸隨著攪拌速率的降低而增大。這是因為當攪拌速率減少時，小油滴受到了攪拌過程中產生的剪切應力變小而導致其尺寸變大的影響。最終導致微膠囊平均粒徑變大，粒徑分布變寬。此外，在靠近攪拌子附近的乳液受到剪切力的程度影響非常大，所以粒徑較大一些的微膠囊產生于遠離攪拌子的區(qū)域，粒徑較小一些

86、的微膠囊產生于攪拌子附近。國外的課題組的研究與這個結果相一致[45]。</p><p>　　3.5.2對平均壁厚的影響</p><p>　　此外，平均壁厚隨著攪拌速率的增加而變小。胡宏林[44]說出主要原因為：乳液中的小油滴尺寸隨著攪拌速率的增加而減小，導致了芯材相的比表面積增大。其相當于在其他工藝參數(shù)不變的情況下，減少壁材單體的化學計量比，最終導致微膠囊的平均壁厚減小。</p>

87、;<p>　　3.6 pH值對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>　　在復凝聚法中，隨著酸的加入，體系的pH降低，存在式（3-1）的反應平衡[43]。當pH值在低于明膠的等電點之后，明膠帶有正電荷，這時就會與帶有負電荷的阿拉伯膠產生靜電吸引作用，從而引發(fā)復凝聚反應形成凝膠，然后會在油滴表面聚集并析出形成囊壁，最后將油滴包裹在其中，形成微膠囊。如果壁材析出比較迅速，碰撞在一起的液滴也沒有及時分離

88、，這樣大量凝膠包裹在一起，導致發(fā)生粘連；如果凝膠析出較緩慢，較長的成囊時間會降低微膠囊球形弧度。所以復凝聚反應發(fā)生的速度，會影響微膠囊的形成。由此可知通過控制復凝聚體系pH的變化速度，來控制凝膠的生成速率。</p><p><b>　　式（3-1） </b></p><p>　　其中對于pH值得影響還分為兩個方面：滴酸速度和醋酸濃度。</p><

89、;p>　　3.6.1滴酸速度的影響</p><p>　　為了能夠使囊壁迅速的形成并且均勻、透明，所以滴加酸的速度也是關鍵影響因素。王登武[3]等說明當?shù)嗡崴俣葹?0 s/滴時：微膠囊?guī)缀跽尺B在一起，并且伴有大量明膠-阿拉伯膠自凝聚產生的顆粒存在。當?shù)嗡崴俣葹?0 s/滴時，可以看到微膠囊囊壁的厚度均一、光滑。所以我們在選擇滴酸速度方面可以選擇滴酸速度為30 s/滴。</p><p>

90、　　3.6.2醋酸濃度的影響</p><p>　　如果使用2.5%醋酸會使體系 pH 值降低慢，壁材析出緩慢，成囊時間過長，會使得微膠囊的球形弧度不好。如果使用10%醋酸溶液 pH 值降低過快，則會導致局部酸度過低，使得壁材析出過快，會發(fā)現(xiàn)微膠囊間產生嚴重的粘連現(xiàn)象，甚至產生出了多核微膠囊。而5%醋酸溶液使壁材析出速度適中，得到了球形弧度較好的，無粘連的單核膠囊[46]。所以我們可以在醋酸濃度方面選擇5%的醋酸溶

91、液。</p><p>　　所以綜上所述，經(jīng)過計算分析后得出PH值為3-4時，制備出微膠囊的效果最好。</p><p>　　3.7交聯(lián)固化過程對微膠囊包裹電泳顆粒的影響</p><p>　　在復凝聚法中，微膠囊囊壁的固化過程是戊二醛醛基與明膠中氨基的交聯(lián)過程，由式子（3-7）我們可以看出：一個氨基可與多個醛基發(fā)生反應，同時一個醛基也可與多個氨基反應，然后通過氨基與醛基

92、的交錯反應最終形成網(wǎng)狀的聚合物而實現(xiàn)囊壁的固化。</p><p><b>　　式（3-2）</b></p><p>　　在交聯(lián)過程中，醛的濃度如果太低會使得固化不完全，從而制備出的微膠囊囊壁機械強度不夠，很容易破裂；如果醛的濃度過高，就會產生局部過量的現(xiàn)象，會使反應不均勻，從而使微膠囊表面很容易出現(xiàn)褶皺凹坑。由此得出的微膠囊雖然韌性強度得到了明顯提高，但是因為入射光線

93、在其表面發(fā)生出反射、折射等現(xiàn)象的影響，會使得微膠囊的透光度明明顯下降。</p><p>　　張靜等[43]實驗結果表面當以 10%戊二醛固化的微膠囊的強度和表面光滑程度都是最佳的，當用濃度 5%戊二醛制備的微膠囊強度不夠，過篩后大量破裂；當用20%的戊二醛時，濃度過高，雖然微膠囊強度增加，但部分微膠囊表面不再光滑。</p><p>　　由明膠性質可得出，在酸性的條件下，部分氨基以正離子（-

94、NH3+）的形式存在，不易與醛基發(fā)生交聯(lián)反應，所以在與戊二醛進行交聯(lián)時，大部分的-NH3+沒有參與反應，并且與氧原子發(fā)生靜電吸引，從而使得微膠囊之間很容易彼此成堆，粘連在一起。</p><p>　　所以為了能夠使微膠囊囊壁固化反應進行的足夠徹底，并且不產生粘連現(xiàn)象，我們可以通過戊二醛在低溫酸性的條件下，將囊壁固化1 h后，在50℃溫度下繼續(xù)反應70 min[43]。此工藝既使得氨基發(fā)生充分反應，還利用了明膠自身具

95、有的熱交聯(lián)性質，從而最終得到了單個分散并且高機械強度的微膠囊。</p><p><b>　　3.8本章小結</b></p><p>　　（1）根據(jù)本章綜述可以總結出以下結論：</p><p>　?、俑男院蟮碾娪绢w粒熱穩(wěn)定性好，化學穩(wěn)定性高，有良好的光學性能</p><p>　?、诰酆蠝囟纫m中，不易過高或過低</p

96、><p>　?、圻x擇適宜乳化劑能使粒徑變小</p><p>　?、馨⒗z和明膠比例為1：1時微膠囊包裹效果最好</p><p>　?、輸嚢杷俣仍酱?，粒徑分布變寬，平均粒徑變大，平均厚度變小。</p><p>　?、辮H值為3-4時效果最好</p><p>　　⑦醛的濃度低，固化不完全，微膠囊囊壁容易破裂；當醛的濃度過高，

97、反應不均勻，微膠囊表面易出現(xiàn)褶皺凹坑。</p><p>　　本章主要介紹了不同的因素對于微膠囊包裹電泳顆粒提出了改進建議，由此可得出一下圖表，如表3-1.</p><p>　　表 3-1 影響微膠囊包裹電泳顆粒的主要因素及改進建議</p><p><b>　　4 發(fā)展與展望</b></p><p>　　在音樂信息的數(shù)字化

98、改變后，書籍的數(shù)字化風暴也在近年悄然興起。處于風暴漩渦中心的就是承擔著實現(xiàn)這一重任的電子紙顯示技術。近年來關于電子紙新技術、新產品的發(fā)布不絕于耳，這一切都顯示著電子紙技術已經(jīng)走到了人們的生活中。</p><p>　　當一個個電子顯示器出現(xiàn)在人們的家庭生活中時，當人們在運用電子書看得酣暢淋漓時，其實在這背后少不了的是每一步科技的完善。電泳顆粒就是其中的主體，完善主體就顯得更加必要。所以用微膠囊包裹電泳顆粒正好解決了

99、電泳顆粒的團聚、沉降問題問題，更好的改善了電泳顆粒的不穩(wěn)定性問題，所以運用微膠囊包裹電泳顆粒就更為突出其重要性。以至于更能夠提高人人對于電子書的喜愛。</p><p>　　4.1發(fā)展過程中的主要問題</p><p>　　4.1.1目前微膠囊包裹電子墨水中的問題</p><p>　　目前用于微膠囊的電子墨水包裹技術中，脲醛樹脂制備的微膠囊疏水，氣密性好，介電效果理想，

100、涂布后很容易干燥，但是其表面比較粗糙，透明度較差，韌性不夠，在涂布時就會很難實現(xiàn)緊密的堆積，并且膠囊光散射率較高，會影響顯示對比度；用明膠-阿拉伯膠體系制備的微膠囊的平滑度和透明度都比較高，具有親水性、滲透性等特點，但膠囊之間比較容易團聚，并且難以獲得分散存在的單個微膠囊產物，另外其強度很低，干燥后很容易坍塌，所以對于微膠囊包裹電泳顆粒的技術研究就具有重大的理論意義和廣泛的應用價值。</p><p>　　4.1.

101、2發(fā)展彩色電子墨水微膠囊中的問題</p><p>　　社會是需要發(fā)展的，電視機也由黑白電視機發(fā)展成彩色電視機。所以說在黑白電子紙的技術正在不斷完善的過程中，研制新型的電子紙顯示技術也會理所當然的成為成為科研人員關注的焦點。</p><p>　　當前微膠囊電泳技術存在明顯的缺點:</p><p>　　靜態(tài)顯示向動態(tài)顯示發(fā)展:只能做雙色顯示，更新頻率過慢（無法顯示動畫）

102、，無法方便的輸入內容，以及顯示品質尚不及閱讀印刷品的感覺,所以就必需要提高其響應時間，方可提高電子墨水的動態(tài)顯示效果。</p><p>　　(2)黑白顯示向彩色顯示發(fā)展:大多數(shù)采用了彩色濾光板技術，真正實踐彩色電子墨水的還很少；在電泳粒子上多使用無機顏料為電泳顆粒，但是無機電泳顆粒親油性差，密度大，往往需要表面改性處理，隨之增加了工藝的復雜程度。實際上，有機電泳顆粒密度低，容易選擇懸浮液；色系全，有利于實現(xiàn)彩色電

103、子墨水；色光色調好，可以達到令人滿意的亮度和對比度。如果能提高響應速度，則能支持動態(tài)彩色圖像顯示，但現(xiàn)有的技術水平實現(xiàn)起來還比較困難。</p><p>　　硬質顯示向柔性顯示發(fā)展。</p><p>　　4.2對微膠囊包裹電泳顆粒的展望</p><p>　　雖然微膠囊在包裹電泳顆粒方面還存在著或多或少的不足，所以這就需要我們去不斷提高和改進微膠囊的性能，所以我們可以對

104、微膠囊包裹電泳顆粒的制備過程中的影響因素進行改善，我們可以根據(jù)以下幾個方面來進行開展：</p><p>　?。?）首先對電泳顆粒的改性是基礎，這就需要我們選擇新的表面改性方法及選擇新的改性物。例如，新的改性物我們可以選擇Al2O3為新的電泳顆粒，因為Al2O3在改性后，分布很均勻，顆粒細小彌散，體積分數(shù)較高。</p><p>　?。?）選擇更加合適的方法來制備微膠囊的囊壁并且應盡量選擇價格

105、低廉的壁材在現(xiàn)在的國內外研究中使用最多的就是采用復凝聚法制備微膠囊，將明膠-阿拉伯膠作為壁材制備出囊壁。</p><p>　?。?）選擇更加適合的乳化劑，固化劑。在復凝聚法中常用SDS作為乳化劑，戊二醛作為固化劑。如果要使乳化劑的乳化效果提高，我們可以選擇將兩種或者幾種乳化劑進行混合乳化。固化劑則就要嚴格控制其濃度，爭取達到最理想濃度狀態(tài)。</p><p>　　盡管我國微膠囊化的發(fā)展還不是

106、很完善，但隨著各項技術的發(fā)展和國家科研人員的攝入研究,電泳顆粒的微膠囊化必將具有美好的明天。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　隨著電子、信息科學的飛速發(fā)展、網(wǎng)絡電腦的廣泛傳播和普及，越來越多的人得上了所謂的電腦病。所以這就為新型的技術——電子紙?zhí)峁┝藦娪辛Φ陌l(fā)展空間。為了能夠使電子紙在人民生活中運用的更加廣泛，更加生活化，我們就要對其

107、進行性能上的提升。本文主要針對電子墨水中的主體——電泳顆粒進行了微膠囊化的研究，能夠改善電泳顆粒團聚、沉降的特點，從而使電子墨水能夠更穩(wěn)定的存在。本文較全面系統(tǒng)的綜述了微膠囊包裹電泳顆粒的方法，并且對微膠囊包裹電泳顆粒過程中的主要影響因素進行了闡述。主要包括以下幾個方面的內容：</p><p>　　在國內外的研究進展中大多數(shù)是以復凝聚法制備微膠囊，主要對電泳顆粒的粒徑均勻分布、改性后的表面形貌進行處理，使電子墨水