окапсул.

Один из вариантов метода М. пленкообразованием из р-ра основан на высушивании при р ас-пыл е н п и. По этому способу KB диспергируют в жидкой среде, содержащей в растворенном или диспергированном виде пленкообразующее. Для осуществления стадии М. смесь распыляют в нагретой камере, в результате чего происходит испарение среды с образованием полимерной пленки на поверхности КВ. При этом необходимо, чтобы среда была легколетучей, a KB низколетучим.

Способ М. напылением в псевдоожиженном слое заключается в том, что образующие псевдоожиженный слой твердые частицы KB орошаются сверху р-ром пленкообразующего в легколетучем растворителе. Процесс проводят в цилнндрич. аппарате (рис. 4). Псевдоожижение создается потоком воздуха или инертного газа, скорость подачи к-рого определяется размером и плотностью частиц КВ. Толщина оболочек микрокапсул зависит от скорости подачи и концентрации р-ра пленкообразующего. Необходимый температурный режим в аппарате создается газом-носителем, предварительно нагреваемым (или охлаждаемым) до требуемой темп-ры. Одна из модификаций способа (см. рис. 46) позволяет микрокапсулпровать очень мелкие частицы, склонные к слипанию даже при диспергировании в псевдоожиженном слое.

Напсулируе-мое вещество

Напсулируе мое вещество

продукт

Для этого используют аппарат с центральным усеченным конусом, сквозь к-рый с большой скоростью пропускают газ-носитель. Частицы KB, поступающие в зону I, разделяются на фракции газом-носителем: часть KB, содержащая гл. обр. неслипшиеся частицы, увлекается в верхнюю часть зоны I и орошается в псевдоожиженном слое р-ром пленкообразующего. Агломераты частиц KB поступают в нижнюю часть аппарата и увлекаются потоком газа в усеченный конус (зона II). Диспергуясь потоком газа-носителя, проходящего зону II с большой скоростью, они поступают в зону орошения. Другая модификация способа основана на замораживании KB перед введением его в аппарат или в самом аппарате потоком охлажденного газа. Таким образом осуществлено, напр., М. монофенилового эфира этиленгликоля в полистирол.

При М. в псевдоожиженном слое производят предварительное измельчение (или гранулирование) и фракционирование КВ. Размер частиц может колебаться в широких пределах, но обычно он составляет от 0,1 до 1 мм. При этом скорость потока газа-носителя варьирует от 10 до 200 м/мин. Отношение (по массе) KB: пленкообразующее для микрокапсул, полученных методом напыления в псевдоожиженном слое, может колебаться от 100 :1 до 1:1. Продолжительность процесса составляет от 5 до 20 ч. Метод применяют преимущественно для М. фармацевтич. препаратов с использованием в качестве пленкообразующего зеина, воска, производных целлюлозы, сополимера винилиденхлорида с ви-нилхлоридом.

Пленкообразование из расплавов. По одному из вариантов этого метода KB диспергируют в горячем масле, содержащем диспергированный расплавленный воск (все три компонента системы не должны смешиваться). Частицы KB обволакиваются расплавом, к-рый затвердевает при охлаждении. В результате образуются микрокапсулы, способные высвобождать KB при нагревании, раздавливании или действии неполярного растворителя. По этому способу можно получить капсулы с оболочкой из любого термопластичного материала, плавящегося при достаточно низкой темп-ре, напр. полиэтилена, полистирола.

Ряд способов, относящихся ко второй группе процессов М., основан на принципе «з а п л а в л е н и я падающей капли». Общее для этих способов — предварительное формирование тонкой вязкой пленки на поверхности с отверстиями (соплами) малого диаметра, сквозь к-рые продавливается КВ. После прохождения сопла формируется капля в оболочке, затвердевающей в дальнейшем в результате охлаждения или при обработке сшивающими агентами. Для М. этим способом используют центрифугу особой конструкции (рис.5), состоящую из полого перфорированного ротора, помещенного в центр резервуара с охлаждающим агентом. KB, не смешивающееся с пленкообразующим, подают в виде жидкости, порошка или р-ра на диск, размещенный внутри ротора. Направления вращения ротора и диска противоположны. Плоскость диска устанавРис. 5. Схема центрифужного аппарата для микрокапсулиро-вания: 1 — ротор, 2 — вал ротора, 3 — вал внутреннего диска, 4 — охлаждающая среда, 5 — микрокапсулы.

ливают на одном уровне с рядом отверстий в стенках ротора. Расплав пленкообразующего подают изнутри на стенки ротора. Частицы KB попадают на вязкую мембрану пленкообразующего, закрывающую отверстия, продавливают ее и после обволакивания пленкой вылетают из отверстий стенки ротора в сосуд с охлаждающей средой. Размер частиц при заданном размере отверстий в роторе зависит от поверхностного натяжения пленкообразующего и скорости вращения цилиндра. Этим методом были микрокапсулированы насыщенные р-ры солей, вода и глицерин в различные термопласты.

Для М. по способу «заплавления падающей капли» используют также аппараты, основной элемент к-рых представляет собой две трубки различных диаметров, расположенные одна в другой. По наружной трубке подают расплав пленкообразующего, по внутренней — КВ. Выходное отверстие трубок открывается с определенной частотой (ок. 10 раз в сек). Образующиеся микрокапсулы попадают в охлаждающую среду. Таким способом микрокапсулируют вазелиновое масло, содержащее различные витамины, в желатину.

На принципе пленкообразования из расплавов основан также способ электростатической коагуляции. На частицы KB и капли расплавленного пленкообразующего наводят противоположные по знаку электрич. заряды (этого достигают при раздельном пропускании их в виде аэрозолей сквозь слои газа, ионизированные тлеющими разрядами). Затем потоки разноименно заряженных частиц объединяют, в результате чего происходит коалесценция с образованием микрокапсул. Основными требованиями, предъявляемыми к материалам при проведении этого процесса, являются: высокое поверхностное натяжение жидкого KB, низкое поверхностное натяжение и хорошая смачивающая способность пленкообразующего по отношению к KB, а также высокая электрич. проводимость обоих материалов. В ряде случаев этим способом получают капсулы, содержащие до 90% KB, однако чаще содержание KB не превышает 50%.

Пленкообразование в результате поликонденсации и полимеризации. Для проведения поликонденсации на границе раздела фаз один из мономеров растворяют в органич. р-рителе, другой — в воде, содержащей незначительное количество катализатора. В одну из фаз вводят КВ. При этом органич. фаза не должна растворять образующийся полимер и смешиваться с водной фазой (см. также Межфазная поликонденсация). При введении одной фазы в другую через диспергирующее сопло на поверхности частиц, содержащих KB, немедленно начинается поликонденсация с отделением всплывающих или погружающихся микрокапсул.

Конденсацией дифункциональных хлорангидридов с диаминами или гликолями получают капсулы с оболочками соответственно из полиамидов или полиэфиров.

М. можно осуществить также в результате проведения на границе раздела двух фаз процессов т. наз. ступенчатой полимеризации. Так, напр., микрокапсулы с оболочками из полиуретанов и полимочевин образуются при взаимодействии диизоцианатов соответственно с гликолями или диаминами.

В качестве пленкообразующих компонентов м. б. использованы также полученные предварительно форпо-лимеры, отверждаемые сшивающим реагентом, растворенным в одной из фаз. В среде диспергируют KB с первым реагентом. Второй реагент (или реагенты) отдельно растворяют в дополнительном количестве среды и полученный р-р вводят в первоначально образованную эмульсию. В этом случае происходит отложение нерастворимого ПМ по мере его образования сразу на всех диспергированных частицах. Таким образом капсу-лируют, напр., краситель в среде минерального или растительного масла или органич. растворителя, а также магнитный порошок в среде метакрилатного пластизоля в оболочки из полиэтилентерефталата.

М. веществ, устойчивых к воздействию повышенных темп-р (150—200 °С), осуществляют, используя реакцию полирекомбинации л-ксилелена. Процесс проводят след. обр.: пары ге-ксилилена из камеры, где происходит термич. распад димера (при темп-рах до 600 °С), направляют в камеру, в к-рой находится в диспергированном виде KB (при темп-ре ниже 200 °С). На поверхности частиц KB происходит полирекомбинация с образованием полимера, к-рый сохраняет свои электроизоляционные свойства при очень низких темп-рах и, кроме того, обладает высокой термо- и влагостойкостью (см. также Поликсилилен).

М. может осуществляться также в результате полимеризации мономеров на поверхности частиц КВ. Последнее вводят в реакционную среду в твердом или жидком виде. Напр., для М. волокон целлюлозы в полиэтиленовую оболочку целлюлозу диспергируют в толуоле. В дисперсию вводят катализатор типа Циг-лера — Натта, а затем газообразный этилен. Процесс осуществляют при 40—60 °С. Рост макромолекул происходит с поверхности волокон наружу. Толщина пленки регулируется количеством вводимого этилена и может составлять от 0,5 до 60 мкм, количество полиэтилена в продукте может колебаться от 5 до 90% (по массе). По окончании процесса катализатор дезактивируют добавлением воды, спирта или обработкой воздухом, продукт отфильтровывают или отделяют центрифугированием, а затем высушивают или суспендируют в воде для дальнейшего формования листов. Аналогично капсулируют стеклянные или асбестовые волокна, порошкообразные металлы, пигменты и соли. В США материалы, изготавливаемые этим методом, как и сам метод, получили общее коммерческое название «н а л-к о н». Сходным образом осуществляют М. путем полимеризации на границе раздела двух жидких фаз.

При необходимости получения микрокапсул размером от долей мкм до нескольких мкм осуществляют полимеризацию на границе с газообразной фазой. Пользуясь методами получения аэрозолей, KB диспергируют в среде инертного газа и совмещают со средой, содержащей пары мономера, способного к каталитич. полимеризации. В качестве мономеров используют гл. обр. диолефины, триолефины и виниловые эфиры, отличающиеся большой упругостью