Способ получения микрокапсул

О П И С А Н И Е (11) 459878ИЗОБРЕТЕН ИЯ 6 еое цоеетоек Социалистических Республик(33) СШАОпубликовано 05,02,75. Бюллетень Л% 5 Государственнын комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 4(088.8 53) УД открыт Дата опубликования описани(72) Авторизобрете Иностранец туанет Мари Пюрсел(США) ностранная фирма Кэш Реджистер К(54) СПОС УЧЕНИ Изобретение касается технологического процесса получения микрокапсул путем жидкофазного выделения из раствора гидрофоб- ного полимерного материала, образующего стенки капсул, в присутствии полимерного материала, инициирующего фазовое разделение жидкостей. Кроме указанной операции, технологический процесс включает дополнительную операцию покрытия стенок капсул гидрофобным парафинистым материалом с целью образования двухслойных стенок.Известен способ получения микрокапсул путем эмульгирования материала ядра в материале оболочки с последующим жидкофазным разделением и получением капсул с жидкими стенками, которые затем отверждают, Фазовое разделение может быть осуществлено добавлением к системе второго гидрофоб- ного полимерного материала. Выделяемая жидкая фаза в этом случае представляет собой раствор, в основном состоящий из первого полимерного материала, содержащий небольшое количество второго полимерного материала.Технологический процесс получения капсул путем жидкофазного разделения предусматривает использование в качестве материала, образующего оболочки капсул, раствора полимера, образующего жидкую фазу. Таким образом, образующий оболочки капсул материал представляет собои смесь, содержащую в основном первый полимерный материал и небольшое количество второго полимерного материала.Известные способы обеспечивают получение капсул, отвержденные оболочки которых состоят из смеси двух полимерных материалов, причем эти материалы при смешении и растворении не образуют гомогенного раство ра, т. е. оболочки капсул, получаемых известными способами, состоят в основном из полимерного материала, в котором в виде зерен диспергирован другой полимерный материал..Наличие зерен рассматривается как неже лательная примесь.В соответствии с изобретением для образования оболочек капсул используют полимеры, которые смешиваются и в сухом состоянии образуют однородную твердую смесь.20 При этом оболочки получаемых капсул не содержат зерен другого полимера.Предлагаемый способ получения микрокапсул предусматривает использование двух гидрофобных полимерных материалов в жидком 25 растворителе, однако в соответствии с изобретением процесс жидкофазного разделения осуществляют при повышении температуры системы. Оба полимера, применяемых для образования оболочек капсул, растворяются в 30 используемом для образования системы раскапсул становятся твердыми. 45Материалы, пригодные для получения капсул предлагаемым способом, можно рассматривать как совершенные системы компонентов. Предпочтительным полимером для образования оболочек капсул является галогени зированный каучук, полимером, инициирующим фазовое разделение, - сополимер полиэтилена и поливинилацетата, предпочтительным органическим растворителем (технологическим носителем) - циклогексан и толуол. 55 Указанный выше сополимер может быть так 60 65 творителе как отдельно, так и совместно, образуя гомогенный раствор.Таким образом, предлагаемый способ получения микрокапсул предусматривает следующие технологические операции: образование жидкой системы, представляющей собой органический растворитель с растворенной в нем смесью гидрофобных полимеров, выбранных так, чтобы получить однородный однофазный раствор в растворителе и обеспечить жидкофазное разделение при повышении температуры, в результате чего образуются капсулы с неотвержденными оболочками, которые отверждаются путем добавления растворителя, являющегося отвердителем.Жидкофазная система с разделенными жидкими фазами после ее образования и диспергирования в ней ядра капсул может рассматриваться как трехфазная система.Согласно изобретению полимерные материалы растворяются в определенных растворителях с образованием однофазного раствора, а затем при нагревании такого раствора до температуры, при которой происходит разделение фаз, происходит жидкофазное разделение полимерных материалов с образованием жидких оболочек вокруг диспергированного материала ядра капсул, Полученные таким образом капсулы с жидкими оболочками подвергаются отверждению в специальном растворителе.При осуществлении предлагаемого способа капсулы с жидкими оболочками получают перемешиванием жидкофазной системы при температуре выше температуры, при которой происходит жидкофазное разделение системы. Образующиеся капсулы с жидкими оболочками диспергируют в органическом растворителе (носитель), в который затем вводят определенное количество растворителя, являющегося отвердителем оболочек капсул. Этот растворитель в то же время экстрагирует остатки растворителя (носителя) из жидких оболочек капсул, в результате чего оболочки же использован и с другими растворителями,например с бензолом, толуолом, ксилолом и четыреххлористым углеродом. К системам, которые при нагревании до температуры, при которой происходит жидкофазное разделение, относится смесь раствора галогенизированного каучука с сополимером этилена с винилацетатом или полифенилметиловым эфиром в метилизобутилкетоне. Температура фазово 5 10 15 20 25 30 35 40 го разделения для такой системы 60 - 65 С, общее содержание полимеров в растворе 10 вес. %, а весовое соотношение полимеров приблизительно 1: 1. Такая жидкофазная система может быть использована для получения капсул предлагаемым способом посредством нагревания системы до температуры 95 - 105 С,Таким образом, предметом изобретения являются мельчайшие капсулы, имеющие ядро и оболочки из материала, представляющего собой гидрофобный полимерный материал, основную часть которого составляет галогенизированный каучук, а остальную - небольшую часть - сополимер этилена и винилацетата или поливинилметиловый эфир,П р и м е р 1, В качестве ядра капсул в этом примере используют воду, а полимера, инициирующего фазовое разделение, - сополимер этилена с винилацетатом, имеющий средний молекулярный вес приблизительно 12800, содержащий приблизительно 27 - 29 вес. % винилацетатных групп, а в качестве полимера, образующего оболочки капсул - хлорированный каучук, имеющий средний молекулярный вес приблизительно 52000, содержащий приблизительно 63,2 вес. /, хлоридных групп. Органическим растворителем служит циклогексан и толуол.В замкнутый сосуд, снабженный нагревателем и мешалкой, вводят 100 г раствора указанного сополимера в циклогексане, содержащего 10 вес. % полимера. Кроме того, в сосуд добавляют 6 г чистого циклогексана, При медленном перемешивании раствора его нагревают приблизительно до 70 С, после чего в подогретую и перемешанную систему медленно вносят 40 г воды. В полученную смесь при температуре 70 С по каплям приливают раствор 10 г хлорированного каучука в 85 г толуола, Размеры водяных капель в системе регулируют во время внесения в систему хлорированного каучука, После добавления в систему хлорированного каучука систему дополнительно в течение 2 час перемешивают, после чего вводят по каплям приблизительно 35 г циклогексана, Систему перемешивают 1 час, для отверждения оболочек капсул сосуд с водосодержащими капсулами помещают в раствор циклогексана при температуре 25 С,П р и м е р 2. Для образования парафинистого покрытия на оболочках полученных описанным в примере 1 способом водонаполненных капсул, имеющих диаметр 1500 - 2000 мк, капсулы погружают в раствор парафина в циклогексане, содержащий 10 вес, /о парафина, затем капсулы высушивают. Полученные таким образом капсулы имеют двухслойные оболочки, причем внутренний слой состоит из смеси хлорированного каучука и сополимера полиэтилена и поливинилацетата, а наружный слой оболочки образован парафиновой смесью.459878 6 Предмет изобретения Составитель Л, Жукова Техред О, Гуменюк Редактор Л, Ушакова Корректор О. Тюрина Заказ 612/12 Изд.365 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5Типографии, пр. Сапунова, 2 П р и м е р 3. Этот пример иллюстрирует получение капсул только изменением температуры без добавления в замкнутый сосуд, описанный в примере 1, дополнительных количеств сополимера этилена и винилацетата, хлорированного каучука, толуола и воды. Исходная температура жидкофазной системы является несущественным параметром, В этом примере температуру системы медленно повышают приблизительно до 70 С с целью воз. буждения процесса жидкофазпого разделения, после чего систему медленно перемешивают 1 час для сохранения сравнительно больших размеров водяных капель (если это требуется). После перемешивания системы в течение времени, достаточного для образования капсул с жидкими оболочками, ее продолжают перемешивать еще 1 час, затем в нее вводят дополнительно приблизительно 35 г циклогексана. Циклогексан вводят медленно для того, чтобы исключить агломерацию капсул с жидкими оболочками, Далее систему перемешивают свыше 1 час, и капсулы погружают в ванну с циклогексаном, используемым в качестве отвердителя.П р и м е р 4. Для иллюстрации несущественности исходной температуры системы смешивают полимеры, указанные в примере 3, при начальной температуре приблизительно 70 С. При этом сразу же выделяющаяся из системы жидкая фаза смачивает и обволакивает водяные капли, образуя капсулы с жидкими оболочками, Дальнейшую обработку капсул ведут аналогично примеру 3. Для получения капсул, описанными примерами, в качестве материала, кроме воды или водного раствора,может быть применен другой материал, объем которого равен указанному объему воды. Так, например, в качестве материала ядра капсул могут быть использованы песок, ртуть или 5 целлюлозное волокно.Пример 5, В этом примере полимером,индуцирующим фазовое разделение, является изотактический поливинилметиловый эфир, а материалом оболочек капсул - хлорирован ный каучук, описанный в примере 1.100 г 10-ного раствора поливиниловогоэфира в метилизобутилкетоне вводят в закрытую колбу, и раствор нагревают при слабом перемешивании до 65 С. В перемешанную 15 систему вводят 40 г воды, затем, продолжаяперемешивание, в систему по каплям приливают раствор 10 г хлорированного каучука в 85 г толуола и температуру повышают до 95 - 105 С. Систему перемешивают примерно 3 час, 20 после чего капсулы резко охлаждают (отверждают) как в примере 1. 25 Способ получения микрокапсул путем диспергирования материала ядра в растворе смеси полимеров в органическом растворителе и нагревания дисперсии до температуры жидкофазного разделения с последующим ох лаждением до комнатной температуры, про.- мывкой и высушиванпем капсул, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения однородных оболочек микрокапсул, используют смесь сополимера этилена с винилацетатом 35 или поливинилметилового эфира с хлорированным каучуком.