对于温度敏感型产品,储运流通过程中的温度控制是保证其质量与安全的基础。温度指示器可通过不可逆的变化来监视、记录和直接显示产品在整个供应链中的温度变化,保证产品品质、减少不必要的损失。其中临界温度指示器可在环境温度超过警戒线的一定时间内迅速产生诸如颜色或物相变化,以此指示产品存放环境曾高于临界温度。因此,随着温度敏感型产品质量安全要求不断提高,研发性价比优的临界温度指示器具有重要的工程价值。本课题以酸碱中和显色反应为基础,正辛酸为酸性物质,氢氧化钠溶液为碱性物质,溴百里酚蓝酚红为pH指示剂,形成颜色变化体系;以聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂和海藻酸钙凝胶为壁材,正辛酸为芯材,制备出缓释型胶囊,并对其各项性能进行评估,结合其技术参数和实际应用需求,制备几种满足不同指示时间和设定温度的临界温度指示器。主要研究内容和成果如下:(1)以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材,正辛酸为芯材,二乙烯基苯(DVB)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为交联剂制备了单层正辛酸/PMMA微胶囊,重点研究了芯壁比,交联剂的种类及用量对正辛酸/PMMA微胶囊性能的影响,并对其进行红外光谱、表面形貌、包覆性能、热稳定性及其在临界温度指示器(CTI)系统中缓释性能的研究。结果表明,正辛酸微胶囊的红外光谱谱图中包含了壁材材料和正辛酸所有的特征吸收峰,说明正辛酸已被微胶囊成功包覆;35DVB微胶囊样品具有最佳的成形性,机械性能最优,DVB交联剂微胶囊的包覆率高于TMPTA;35DVB-T的缓释性能最好,其在CTI系统的变色时间为40min,说明正辛酸微胶囊具有缓释功能;不同壁材结构的微胶囊,其缓释性能不同。(2)基于单层壁材微胶囊,分别以脲醛树脂(UF)和海藻酸钙凝胶为第二层壁材,制备正辛酸/PMMA/UF双层微胶囊和正辛酸/PMMA/海藻酸钙双层大胶囊两种改性胶囊,并对其进行相关表征。结果表明,对于正辛酸/PMMA/UF双层微胶囊,其红外光谱谱图包含了壁材材料和正辛酸所有的特征吸收峰,说明双层微胶囊制备成功;SEM照片显示脲醛树脂以膜的状态覆于单层微胶囊表面;脲醛树脂的添加明显提高了微胶囊芯材失重率,说明壁材包覆能力得到改善,芯材失重率随着PMMA/UF比例升高而降低;变色试验显示,样品DS-4适合制备CTI。对于正辛酸/PMMA/海藻酸钙双层大胶囊,红外光谱分析显示双层大胶囊制备成功;SEM照片显示海藻酸钙以膜的状态覆于单层微胶囊表面,形成袋状结构;海藻酸钙凝胶包覆强度随着氯化钙浓度和微胶囊添加量的上升而不断提高;芯材失重率随着微胶囊浓度和氯化钙浓度呈现周期性的变化,且TMPTA系列大胶囊热稳定性优于DVB系列;变色试验显示,样品DCA-4和TCA-7适合制备CTI。(3)根据以上对正辛酸系列胶囊的缓释性能的研究,结合实际应用,对满足不同响应时间和温度条件的临界温度指示器进行设计和制备,并对其性能进行评价。结果表明:以样品DS-4和TCA-7为反应物所制备的三种CTI,其指示温度分别为1℃、1℃和4℃,设定时间分别为60min、330min和240min,其误差值为±10min,误差范围之内的合格率分别为70%、90%和90%。