BRPI0617450A2 - partÍculas de termocura e mÉtodos para produÇço das mesmas - Google Patents

Abstract

<B>PARTÍCULAS DE TERMOCURA E MÉTODOS PARA PRODUÇçO DAS MESMAS<D>A presente invenção refere-se a partículas com base em termo- cura e processos para a fabricação destas podem ser fornecidos, onde as partículas podem possuir uma forma esférica ou fibrosa. Uma mistura de reação pode ser fornecida com a condição de que inclua uma resina de termocura, um reticulador, um agente tensoativo, e um solvente. A mistura de reação pode ser uma emulsão, uma suspensão ou uma dispersão que pode opcionalmente ser pulverizada ou eletrocentrifugada. Reticulação da resina pode ser realizada através da adição de um iniciador ou através de exposi- ção da mistura de reação a aquecimento e/ou radiação para formar partículas polimerizadas. As partículas podem ser secadas, sinterizadas, pirolizadas ou carbonizadas, e/ou impregnadas com uma invenção de agente ativo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARTÍCU-LAS DE TERMOCURA E MÉTODOS PARA PRODUÇÃO DAS MESMAS".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a partículas com base em termo-cura e processos para a fabricação das mesmas, onde as partículas podempossuir uma forma esférica ou fibrosa. Uma mistura de reação pode ser coma condição de que inclua uma resina de termocura, um reticulador, um a-gente tensoativo, e um solvente. A mistura de reação pode ser uma emul-são, uma suspensão ou uma dispersão que pode opcionalmente ser pulveri-zada ou eletrocentrifugada. Reticulação da resina pode ser desempenhadaatravés da adição de um iniciador ou através de exposição da mistura dereação a calor e/ou radiação para formar partículas polimerizadas. As partí-culas podem ser secadas, sinterizadas, pirolizadas ou carbonizadas, e/ouimpregnadas com um agente ativo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Materiais de termocura podem ser produzidos usando técnicasde polimerização convencionais em substância, tipicamente procedimentosde moldagem com moldes aquecidos e altas temperaturas, e/ou através deaplicação de altas pressões na faixa de até 2 MPa (20 bar). Polímeros determocura convencionais podem ser materiais de policondensação, tais co-mo, por exemplo, materiais de moldagem de resina de amino ou fenólica.Também, plásticos termocuráveis ou termocuras podem ser produzidos u-sando mecanismos de poliadição e/ou através de polimerização de materi-ais reticulados ou misturas de materiais, tais como, por exemplo, resinas deepóxi, resinas de melamina, resinas de uréia, resinas de poliéster insatura-do, resinas alquídicas etc. Composições de produto de poliuretano e resinastermocuráveis reativas podem ser usadas, por exemplo, para fornecer plás-ticos termocuráveis, ou como materiais de moldagem de compressão paraprodução de artigos, laminados decorativos, resinas de moldagem ou adesi-vos, por exemplo, para uso na proteção de superfície, e na produção depainel de lasca e painel de floco.

Há um aumento de demanda por materiais discretos de pequenaescala, por exemplo, micro ou nanoescala, para aplicações avançadas emaplicações eletrônicas, mecânicas, óticas, de tecnologia de dispositivo médi-co, farmacêuticas etc. Tais materiais desempenham um papel cada vezmais importante na indústria de revestimento, no campo de tecnologias deenergia, tecnologias de sensor, processamento químico e similares. Por es-se motivo, há uma demanda para fornecer materiais de termocura que com-preendem as vantagens típicas e características de termocuras, tais como,por exemplo, estabilidade mecânica, propriedades dielétricas e resistênciaquímica, onde tais materiais podem ser aplicáveis na forma particulada.

Tipicamente, partículas feitas de precursores termocuráveis po-dem ser usadas como pós para aplicações de revestimento de pó. Misturasde precursores termocuráveis, por exemplo, misturadas com cargas e outroscompostos tais como agentes de acoplamento, agentes corantes e simila-res, podem ser misturadas através de métodos de mistura seca ou por fu-são, e podem ser em seguida solidificadas através de resfriamento, pulveri-zadas e classificadas, e partículas de tamanhos desejados são coletadospara aplicações de revestimento de pó. Métodos de pulverização conven-cionais são, por exemplo, com base em processos de moagem a jato, moa-gem por rolo vertical ou similares, ou podem incluir tratamentos criogênicos.

Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 09/748.307 descrevea pulverização de materiais contendo poliuretano usando, por exemplo, pro-cessos criogênicos ou moagens por rolo. WO 2004/022237 descreve ummétodo de fragmentação/pulverização de materiais contendo poliuretanopara produzir partículas finas.

EP 1 092 472 AI descreve um método para produção de partícu-las de compósito poroso de fenóis e aldeídos em um meio aquoso, as partí-culas compreendendo até 98 % em peso de cargas inorgânicas, em que omaterial termocurável é incompletamente curado, para produzir resina fenó-lica residual como um aglutinante.

Materiais de termocura podem ser usados como materiais pre-cursores para carbonização. Há um aumento de demanda para partículasde carbono nano- e micromorfo funcionalizadas para várias aplicações detecnologia tais como aquelas mencionadas acima. Partículas com base emcarbono podem ser usadas no campo de processamento químico como pe-neiras moleculares para processamento químico, como componentes emmembranas, por exemplo, em membranas de matriz mistas, ou como partí-cuias de liberação de fármaco. Partículas de carbono podem compreender,por exemplo, carbono ativado, nano-tubos ou nanofibras e várias especifica-ções destas. Exemplos de métodos para sintetização de nanotubos de car-bono incluem métodos de descarga por arco e métodos de ablasão por la-ser, que podem ser desempenhados em uma escala de laboratório, assimcomo métodos de deposição de vapor químico e técnicas de desenvolvi-mento de fase de vapor.

A desvantagem destes métodos é que a produção de tais partí-culas de carbono requer processos complexos e controle apropriado de pa-râmetros de processo, além disso, a eficiência de tais processos é baixa eos custos de fabricação são altos.

Técnicas convencionais para processamento de plásticos ter-mocuráveis e artigos não são geralmente adequadas para formar partículasde micro ou submicroescala. Além disso, técnicas de pulverização não sãoadequadas para fornecimento de material de termocura que é termicamenteou quimicamente estável, porque os pós resultantes feitos para processa-mento de revestimento de pó requerem processamento por calor para fundiros pós para formação de película.

Outro constrangimento é, que processos de fabricação conven-cionais nao são adequados para fornecer partículas com base em termocuracomo precursores para funcionalização de espécies de partícula com baseem carbono.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É por esse motivo um objetivo da presente invenção fornecerum material termocurável através de um método de custo relativamente bai-xo de fabricação, que permite uma produção economicamente favorável departículas com base em termocura.

Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer um mé-todo para a fabricação de partículas com base em termocura, que permiteuma modificação fácil das propriedades de material resultantes, como, porexemplo, o ajuste de um coeficiente térmico para expansão, das proprieda- -des elétricas, dielétricas, condutoras ou semicondutoras assim como mag-néticas e óticas das partículas de termocura resultantes, simplesmente atra-vés de variação de composição de material e parâmetros de processo.

De acordo com um aspecto, a presente invenção fornece ummétodo para fabricação de um material de termocura, compreendendo for-necimento de pelo menos uma resina de termocura, pelo menos um reticu-lador, pelo menos um agente tensoativo, e pelo menos um solvente; preparode uma mistura de reação compreendendo pelo menos uma resina de ter-mocura, pelo menos um reticulador, pelo menos um agente tensoativo, epelo menos um solvente; substancialmente reticulação completamente daresina de termocura, desse modo obtendo um material de termocura; e re-moção substancialmente do solvente.

Em um segundo aspecto, a presente invenção fornece um mé-todo para a fabricação de um material fibroso de termocura, compreenden-do fornecimento de pelo menos uma resina de termocura, pelo menos umreticulador, pelo menos um agente tensoativo, e pelo menos um solvente;preparo de uma mistura de reação compreendendo pelo menos uma resinade termocura, pelo menos um reticulador, pelo menos um agente tensoativo,e pelo menos um solvente; e pelo menos parcialmente reticulação da resinade termocura, e eletrocentrifugação da mistura de reação para produzir fi-bras de termocura.

Em modalidades exemplares da presente invenção pelo menosum reticulador pode ser adicionado a pelo menos uma resina de termocurae esta mistura pode ser subseqüentemente adicionada ao solvente. Alterna-tivamente ou adicionalmente, pelo menos um reticulador pode ser adiciona-do à mistura de reação já compreendendo pelo menos uma resina de ter-mocura. Também, a mistura de reação pode ser preparada através da adi-ção de pelo menos uma resina de termocura a pelo menos um solvente eagente tensoativo enquanto ele está em um estado líquido, de preferênciafundido. Adicionalmente, a mistura de reação pode ser preparada através daadição de pelo menos uma resina de termocura e/ou sua combinação compelo menos um reticulador a uma mistura do(s) solvente(s) e do(s) agente(s)tensoativo(s) através de derramamento, pulverização ou eletrocentrifugaçãoda resina ou mistura de resina no solvente.

Em um terceiro aspecto, a presente invenção fornece um méto-do para fabricação de um material de termocura, compreendendo fusão depelo menos uma resina de termocura; adição de pelo menos um reticuladorà resina de termocura fundida para preparar uma mistura parcialmente reti-culada; adição da mistura parcialmente reticulada a pelo menos um solventee pelo menos um agente tensoativo, para preparar uma mistura de reação;conclusão substancialmente da reticulação de resina de termocura na mistu-ra de reação, desse modo obtendo um material de termocura; e substanci-almente remoção do solvente.

Em um quarto aspecto, a presente invenção fornece um métodopara a fabricação de um material de termocura, compreendendo fusão depelo menos uma resina de termocura; adição do fundido de pelo menosuma resina de termocura a uma mistura de reação compreendendo pelomenos um solvente e pelo menos um agente tensoativo; adição de pelo me-nos um reticulador à mistura de reação; substancialmente reticulação com-pletamente da resina de termocura na mistura de reação, desse modo ob-tendo um material de termocura; e substancialmente remoção do solvente.

Nas modalidades da presente invenção, a mistura de reaçãoestá de preferência presente na forma de uma dispersão, suspensão ouemulsão, e a reticulação pode envolver uma reação de policondensaçãoe/ou poliadição. Além disso, é preferido que pelo menos um agente tensoa-tivo seja selecionado de pelo menos um tensoativo, um emulsificante, ou umdispersante, ou quaisquer misturas ou combinações destas.

Opcionalmente, pelo menos um modificador de reologia podeser utilizado na mistura de reação da presente invenção. Aditivos funcionaisadicionais podem ser adicionados, tais como, por exemplo, catalisadores,cargas, pós de metal, compostos de metal, argilas, minerais, sais, polímerose similares, nos materiais inventivos. Tais aditivos funcionais podem ser mis-turados em pelo menos uma resina de termocura e/ou na mistura de resinade termocura e reticulador. Pelo menos uma resina de termocura usada nosmétodos da invenção pode ser selecionada, sem ser limitado a isso, de mo-nômeros, dímeros, oligômeros ou pré-polímeros não curados ou parcialmen-te curados, resinas naturais ou sintéticas que podem ser modificadas ou nãomodificadas tais como, por exemplo, resinas fenólicas, resinas de fenol- al-deído, novolacs, novolacs de epóxi, resóis, resitóis, fenol-novolac, xileno-novolac, cresol-novolac, ou resinas de epóxi etc. Reticuladores para uso napresente invenção podem incluir, por exemplo, aldeídos, aminas alifáticasou aromáticas polifuncionais, incluindo diaminas tais como diamina de fenila,diamina de etila, tetraamina de hexametileno, isocianatos etc, como tambémdelineado a seguir.

Em um aspecto adicional, a presente invenção fornece partícu-Ias de termocura esféricas, produzíveis através dos métodos das presentesinvenções tal como descrito acima. Tais partículas podem compreender pelomenos um agente ativo, tais como, por exemplo, um agente terapeuticamen-te ativo, um agente biologicamente ativo, um agente para propósitos de di-agnósticos, um catalisador, uma enzima, ou um organismo vivo tal comocélulas ou microorganismos, ou combinações destes. As partículas podemtambém ser usadas, por exemplo, como um suporte para cultura de célulase/ou tecido in vivo ou in vitro, como uma sustentação para engenharia detecido, opcionalmente em um organismo vivo ou em um biorreator, paraprodução de um efeito terapêutico direto ou indireto em um mamífero, parapropósitos de diagnósticos diretos ou indiretos, ou combinações destes. Taispartículas podem também ser usadas como um suporte de catalisador.

Em um aspecto adicional, a presente invenção inclui um proces-so para fabricação de partículas de termocura tal como descrito acima, emque as partículas são formadas por uso de técnicas de polimerização deemulsão, dispersão e suspensão.

Em ainda um aspecto adicional, a presente invenção inclui umprocesso para a fabricação de partículas de termocura tal como descrito a-cima, em que as partículas são formadas por uso de técnicas de pulveriza-ção ou eletrocentrifugação.

Em um aspecto adicional, a presente invenção inclui um proces-so para fabricação de partículas de termocura tal como descrito acima, emque as partículas de termocura resultantes são também submetidas a pro-cessamento funcional através de tratamento de pirólise e/ou carbonizaçãoem altas temperaturas para produzir materiais vítreos ou espécies de carbo-no amorfo vítreas.

Estes e outros objetivos, aspectos e vantagens da presente in-venção se tornarão aparentes na leitura da seguinte descrição detalhada demodalidades da invenção, quando tomados em conjunção com as reivindi-cações anexadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os antecedentes e outros objetivos da presente invenção serãoaparentes em consideração à seguinte descrição detalhada, tomados emconjunção com os desenhos anexos, nos quais:

a Figura 1 é uma imagem de microscopia de elétron de varredu-ra ("SEM") de partículas de termocura vazias produzidas de acordo commodalidades exemplares da presente invenção;

a Figura 2 é uma imagem de SEM de uma partícula com baseem termocura porosa produzida de acordo com modalidades exemplares dapresente invenção;

a Figura 3 é uma imagem ampliada de SEM da partícula mos-trada na Figura 2 que inclui uma abertura artificialmente produzida em umaparede da partícula;

a Figura 4 é uma imagem de SEM de uma partícula com baseem termocura contendo oxido de titânio poroso produzida de acordo commodalidades exemplares da presente invenção;

A Figura 5 é um gráfico mostrando uma distribuição de volumede poro de partículas obtidas de acordo com modalidades exemplares dapresente invenção; e

A Figura 6 é um gráfico mostrando liberação de paclitaxel duran-te o tempo de partículas de termocura porosas de acordo com modalidadesexemplares da presente invenção.

Em todas as figuras, os mesmos numerais e caracteres de refe-rência, a não ser que de outra forma especificado, são usados para denotarcomo aspectos, elementos, componentes ou partes das modalidades ilus-tradas. Além disso, embora a presente invenção agora seja descrita em de-talhe com referência às figuras, ela é feita então em conexão com as moda-lidades ilustrativas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, foi surpreendentementeconstatado que partículas com base em termocura podem ser produzidasatravés de utilização de técnicas de polimerização em meios líquidos, taiscomo, por exemplo, técnicas de polimerização de emulsão, dispersão oususpensão. Técnicas de polimerização de emulsão, dispersão ou suspensãopodem ser usadas para produzir facilmente e economicamente partículas determocura, especificamente partículas esféricas. As técnicas de polimeriza-ção usadas na presente invenção permitem uma adaptação de certas pro-priedades das partículas com base em termocura através de ajuste de com-posição de material e/ou parâmetros de processo no processo de fiabrica-ção. Particularmente, os processos da presente invenção facilitam, por e-xemplo, controle ou alteração de propriedades mecânicas específicas, tér-micas, elétricas, magnéticas e óticas das partículas de termocura produzi-das.

Além disso, foi constatado que por uso de técnicas de polimeri-zação de emulsão, dispersão e suspensão para produção de partículas determocura esféricas, partículas de termocura tanto porosas quanto não po-rosas podem ser produzidas, as quais podem ser, por exemplo, tambémtransformadas com o uso de altas temperaturas em partículas com base emcarbono porosas ou não porosas vítreas. Estas partículas podem ser usa-das, por exemplo, como peneiras moleculares, suportes de catalisador, ma-teriais de jato de areia, em aplicações de bioprocessamento como suportese portadores para culturas de célula e como partículas de liberação de fár-maco para agentes terapeuticamente e/ou diagnosticamente ativos em far-macologia.

De acordo com modalidades exemplares da presente invenção,uma resina de termocura pode ser dispersada em um solvente ou misturade solvente adequado. A resina de termocura pode ser preparada sem ouso de solventes por, por exemplo, uso de uma resina de estado líquido ouliquefação da resina por fusão dela. Aditivos funcionais podem ser adiciona-dos à resina, onde os aditivos podem possuir uma forma líquida ou uma só-lida ou uma mistura destas. A resina de termocura ou a mistura de aditivo deresina ou dispersão pode em seguida ser adicionada a um solvente ade-quado ou mistura de solvente para formar uma mistura de reação.

A mistura de reação pode em seguida ser curada e/ou reticuladapara formar partículas de termocura. Um agente tensoativo, que pode incluirum tensoativo, um emulsificante ou dispersante, pode ser fornecido no sol-vente antes que a resina seja adicionada, e/ou ele pode ser adicionado de-pois de ou durante adição da resina de termocura à mistura de reação.

Agentes de cura e/ou agentes de reticulação podem também seradicionados à mistura de reação antes, durante ou depois de adição da re-sina de termocura. Cura ou reticulação da resina de termocura para formaras partículas de termocura pode ser desempenhada através da aplicação deum aquecimento e/ou radiação, ou através de qualquer outro mecanismoadequado. Depois que as partículas de termocura são formadas, elas po-dem ser isoladas da mistura de reação, secadas, e opcionalmente lavadas.

As partículas de termocura desta forma formadas podem opcio-nalmente ser também modificadas. Por exemplo, as partículas de termocurapodem ser submetidas a um tratamento de carbonização em temperaturaselevadas tal como descrito aqui, que pode produzir partículas vítreas e/oucom base em carbono.

O termo "resina de termocura" tal como usado aqui inclui, porexemplo, qualquer precursor que pode ser adequado para produção de plás-ticos termocuráveis e/ou termocuras tais como, por exemplo, monômeros,oligômeros ou pré-polímeros feitos de resinas modificadas ou não modifica-das naturais ou sintéticas que não são completamente curadas e/ou reticu-Iadas1 por exemplo, que podem ser capazes de ser também curadas e/oureticuladas usando, por exemplo, reações de policondensação ou poliadi-ção. Resinas termocuráveis podem possuir uma forma líquida em condiçõesambientes ou elas podem ser fundidas em temperaturas relativamente bai-xas, por exemplo, abaixo de 100°C, para formar líquidos, que podem serencontrados sem decomposição significante da resina. Exemplos de taisresinas podem incluir, por exemplo, resinas fenólicas não curadas ou parci-almente curadas ou reticuladas tais como novolacs ou resóis, fenolaldeídos,uréia-formaldeídos, resinas de epóxi, resinas de epóxi-novolac, resinas deamino, resinas de poliéster insaturado, resinas alquídicas, resinas de ftalatode dialila etc., ou combinações destes.

Os termos "plástico termocurável", "polímero termocurável" e"termocura" tal como usado aqui refere-se a materiais não termoplásticosque podem ser feitos de resinas curáveis, por exemplo, de resinas termocu-ráveis, através da realização de reações de cura e/ou reticulação tais como,por exemplo, reações de policondensação e/ou poliadição que podem usaragentes de reticulação ou cura adequados, respectivamente. Termocuraspodem ser materiais altamente reticulados que não são capazes de fusãosem decomposição. Exemplos de tais materiais incluem, por exemplo, resi-nas de ftalato de dialila curadas e/ou reticuladas (DAP), resinas de epóxi(EP)1 resinas de uréia-formaldeído (UF), resinas de melamina-formaldeído(MF)1 resinas de melamina-fenol-formaldeído (MP), resinas de fenol-formaldeído (PF) e resinas de poliéster saturadas (UP).

O termo "reação de policondensação" tal como usado aqui incluium mecanismo de polimerização ou cura/reticulação, em que uma elimina-ção de um componente ocorre. Por exemplo, uma tal reação pode incluirseparação de água ou alguma outra substância simples de certas moléculasde reação em sua combinação.

O termo "reação de poliadição" tal como usado aqui inclui ummecanismo de polimerização ou cura/reticulação, em que moléculas sãocombinadas para formar moléculas maiores sem uma produção de subpro-dutos, por exemplo, sem eliminação de componentes. Por exemplo, o pesomolecular de um produto formado através de uma reação de poliadição po-de ser essencialmente igual ao peso molecular total da totalidade das molé-culas de reação combinadas.

Os termos "cura" e "reticulação" tal como usado aqui refere-se areações em que reticuladores e resinas termocuráveis podem reagir um como outro para produzir estruturas reticuladas de termocuras.

O termo "agente tensoativo" tal como usado aqui inclui, porexemplo, tensoativos, emulsificantes, dispersantes e outras substâncias oumateriais que possam agir como tal.

Polimerizacão

Métodos de acordo com as modalidades da presente invençãoincluem uma reação de polimerização para produção de materiais de termo-cura tais como, por exemplo, partículas que possam ser aproximadamenteesféricas na forma. Tais reações de polimerização podem incluir reações depolicondensação ou poliadição. As reações podem ser desempenhadas emmeios líquidos, por exemplo, em uma mistura de reação líquida heterogê-nea. Técnicas de polimerização de fase líquida tais como, por exemplo, po-limerização de emulsão, dispersão ou suspensão, incluindo polimerizaçãode miniemulsão, que podem ser usadas para produzir materiais termoplásti-cos convencionais, podem também ser usadas para produzir partículas es-sencialmente esféricas feitas de plásticos termocuráveis tais como descritoaqui.

Um processo de polimerização usado de acordo com modalida-des exemplares da presente invenção pode incluir uma reação de polimeri-zação, que pode também incluir um uso de iniciadores, iniciadores e/ou ca-talisadores que podem ser adequados para cura e/ou reticulação da resinade termocura em uma reação de policondensação e/ou poliadição.

Técnicas de polimerização de emulsão, suspensão ou dispersãoque podem ser usadas de acordo com modalidades exemplares da presenteinvenção são descritas em, por exemplo, Publicação de Patente AustralianaNo. AU 9169501, Publicação de Patente Européia No. EP 1205492, EP12

1240215, EP 1401878 e EP 1352915, Patente dos Estados Unidos N96380281, Publicação de Patente dos Estados Unidos Ne 2004192838, Pu-blicação de Patente Chinesa N9 CN 1262692T, Publicação de Patente Ca-nadense N9 CA 1336218, Publicação de Patente da Grã-Bretanha N9 GB949722, e Publicação de Patente Alemã N9 DE 10037656. Tais técnicas sãotambém descritas em, por exemplo, S. Kirsch e outros, "Particle morphologyof carboxylated poly-(n-butyl acrilato)/(poly(methyl methacrilato) compositeIatex particles investigated by TEM and NMR," Acta Polymerica 1999, 50,347-362; K. Lahdfester e outros, "Evidence for the preservation of the parti-ele identity in miniemulsion polymerization," Macromol. Rapid Commun.1999, 20, 81-84; K. Landfester e outros, "Miniemulsion polymerization withcatiônicos and nonionic surfactants: A very efficient use of surfactants forheterophase polymerization," Macromolecules 1999, 32, 2679-2683; K.Landfester e outros," Formulation and stability mechanisms of polymerizableminiemulsões," Macromolecules 1999, 32, 5222-5228; G. Baskar e outros,"Comb-like polymers with octadecyl side cadeia and carboxyl functional si-tes: Scope for efficient use in miniemulsion polymerization," Macromolecules2000, 33, 9228-9232; N. Beehthold e outros, "Miniemulsion polymerization:Applications and new materiais," Macromol. Symp. 2000, 151, 549-555; N.Beehthold e outros, "Kinetics of miniemulsion polymerization as revealed bycalorimetry," Macromolecules 2000, 33, 4682-4689; Β. M. Budhlall e outros,"Characterization of partially hydro Iyzed poly(vinyl álcool). I. Sequence dis-tribution por meio de H-I and C- 13 -NMR and a reversed-phased gradientelution HPLC technique," Macromol. Symp. 2000, 155, 63-84; D. Columbie e25 outros, "Competitive adsorption of the aniônicos surfactant Triton X-405 onPS Iatex particles," Langmuir 2000, 16, 7905-7913; S. Kirsch e outros, "Par-ticle morphology of carboxylated poly-(n-butyl acrilato)/poly(methyl methacri-lato) composite Iatex particles," Macromol. Symp. 2000, 151, 413- 418; K.Landfester e outros, "Polyaddition in miniemulsões: A new route to polymerdispersions," Macromol. Chem. Phys. 2000, 201, 1-5; K. Landfester, "Recentdevelopments in miniemulsões - Formation and stability mechanisms," Ma-cromol. Symp. 2000, 150, 171-178; K. Landfester e outros, " Preparation ofpolymer particles in non-aqueous direct and inverse miniemulsões," Macro-molecules 2000, 33, 2370-2376; K. Landfester e outros, "The polymerizationof acrylonitrile in miniemulsões: 'Crumpled Iatex particles' or polymer nano-crystals," Macromol. Rapid Comm. 2000, 21, 820-824; B. z. Putlitz e outros,"Vesicle formação de, single tai) hydrocarbon surfactants with sulfonium-headgrupo," Langmuir 2000, 16, 3003-3005; B. z. Putlitz e outros, "New cati-ônicos surfactants with sulfonium- headgrupo," Langmuir 2000, 16, 3214-3220; J. Rottstegge e outros, "diferentes types of water in film formation pro-cess of Iatex dispersions as detectados by solid-state nuclear magnetoic re-sonance spectroscopy," Colloid Polym. Sei. 2000, 278, 236-244; M. Antoniet-ti e outros, "Single molecule chemistry with polymers and colloids: A way tohandle complex reactions and physical processes?" ChemPhysChem 2001,2, 207-210; K. Landfester e outros, "Heterophase polymerization in inversesystems," in Reactions and Synthesis in Surfactant Systems, J. Texter, Ed.,Mareei Dekker, Inc.: New York, 2001, pp 471-499; K. Landfester, "Polyreac-tions in miniemulsões," Macromol. Rapid Comm. 2001, 896-936; K. Landfes-ter, "The generation of nanoparticles in miniemulsion," Adv. Mater. 2001, 10,765-768; K. Landfester, "Chemie - Rezeptionsgeschichte," in Der NeuePauly - Enzyklopadie der Antike, Verlag J.B. Metzler: Stuttgart, 2001, Vol.15; B. z. Putlitz e outros, "The generation of 'armored Iatexes' and hollowinorganic shells made of clay sheets by templating catiônicos miniemulsõesand latexes," Adv. Mater. 2001, 13, 500-503; F. Tiarks e outros, "Preparationof polymeric nanocapsules by miniemulsion polymerization," Langmuir 2001,17, 908-917; F. Tiarks e outros, "Encapsulation of carbon black by miniemul-sion polymerization," Macromol. Chem. Phys. 2001, 202, 51-60; F. Tiarks eoutros, "One-etapa preparation of polyuretano dispersions by miniemulsionpolyaddition," J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. 2001, 39, 2520-2524; e F.Tiarks e outros, "Silica nanoparticles as surfactants and fillers for latexesmade by miniemulsion polymerization," Langmuir 2001, 17, 5775-5780.

Emulsões, dispersões ou suspensões usadas de acordo com apresente invenção podem possuir uma forma de um líquido polar ou nãopolar aquoso, não ãquoso, que pode ser homogênea ou heterogênea. A re-ação de polimerização pode ser pelo menos parcialmente desempenhadana dispersão, emulsão ou suspensão incluindo, por exemplo, em uma mini-emulsão. Solventes, tensoativos e condições de reação para cura e/ou reti-culação da resina de termocura na mistura de reação para formar as partí- cuias de termocura desejadas podem ser selecionados com base na resinade termocura usada.

Métodos de acordo com a presente invenção podem incluir asetapas de fornecimento de pelo menos uma resina de termocura, pelo me-nos um solvente, pelo menos um agente tensoativo e pelo menos um reticu- lador, preparo de uma mistura de reação que inclui estes componentes, ereticulação e/ou cura da resina de termocura em uma reação de policonden-sação e/ou poliadição para obter partículas ou material de termocura. Porexemplo, a mistura de reação pode incluir uma emulsão, uma miniemulsão,uma suspensão ou uma dispersão da resina de termocura no solvente. A mistura de reação pode ser agitada ou misturada usando, porexemplo, equipamento de agitação convencional para dispersar a resina determocura. O equipamento de agitação pode fornecer, por exemplo, fluxo damistura de reação na direção da agitação e um fluxo adicional em uma dire-ção perpendicular. A resina de termocura, que pode ser pré-polimerizada, pode desta forma ser introduzida em uma mistura de tensoativo e solvente.

Modalidades exemplares da presente invenção fornecem ummétodo para a fabricação de um material de termocura, em que uma mistu-ra de reação pode ser fornecida a qual inclui, por exemplo, pelo menos umaresina de termocura, pelo menos um reticulador, pelo menos um agente tensoativo, e pelo menos um solvente. A resina de termocura pode em se-guida ser reticulada na mistura de reação, de preferência substancialmentee completamente, e o material resultante pode em seguida ser isolado, porexemplo, através de remoção do solvente da mistura reagida.

Por exemplo, um reticulador ou uma mistura de reticuladores pode ser adicionado a uma resina de termocura, e a combinação pode emseguida ser adicionada a um meio líquido que inclui, por exemplo, um sol-vente ou uma mistura de solvente e um agente tensoativo, para formar umamistura de reação. Aditivos funcionais tais como, por exemplo, cargas, mar-cadores, catalisadores etc. podem também ser adicionados à resina de ter-mocura para produzir partículas de termocura contendo estes aditivos. Al-ternativamente, o reticulador pode ser adicionado à mistura de reação queinclui a resina de termocura. A resina de termocura pode ser fornecida emum estado líquido, por exemplo, em uma solução ou um estado undido.

De acordo còm certas modalidades da presente invenção, fibrasde termocura podem ser obtidas através de preparo de uma mistura de rea-ção que pode incluir pelo menos uma resina de termocura, pelo menos umreticulador, pelo menos um agente tensoativo, e pelo menos um solvente. Aresina de termocura pode ser pelo menos parcialmente reticulada, e a mistu-ra de reação pode ser eletrocentrifugada para produzir fibras de termocura.Neste processo, cura ou reticulação da resina de termocura pode ser es-sencialmente concluída enquanto ela está sendo espremida por meio de umbico de eletrocentrifugação aquecido, por meio do qual o solvente podetambém ser evaporado. Uma mistura de reação possuindo uma alta viscosi-dade pode ser usada para eletrocentrifugação. Por exemplo, suspensõescompreendendo cerca de 50% em peso de resina de termocura e aditivosfuncionais podem ser usadas, com o restante da suspensão sendo solventee tensoativo. Solventes que podem ser usados incluem, por exemplo, ceto-na de metiletila ou cetona demetilisobutila, que podem opcionalmente sermisturados com água. Através da adição certos aditivos funcionais à resinade termocura, uma variação de materiais fibrosos com base em polímerosde termocura podem ser produzidos.

Além disso, de acordo com a presente invenção, a resina determocura pode ser fornecida em uma forma fundida ou em uma soluçãocom, por exemplo, acetona, cetona de metilisobutila ou outro solvente ade-quado. Um reticulador pode em seguida ser adicionado à resina de termocu-ra líquida para fornecer uma mistura pré-polimerizada parcialmente reticula-da. Aditivos funcionais podem ser adicionados a esta mistura ou à resina determocura, se desejado. A mistura parcialmente reticulada pode em seguidaser adicionado a um meio líquido, que pode incluir pelo menos um solventee pelo menos um agente tensoativo, para fornecer uma mistura de reaçãoem que a resina de termocura pode ser substancialmente reticulada comple-tamente para produzir um material de termocura. Tal material pode possuiruma forma de partículas substancialmente esférica. O material de termocurapode em seguida ser isolado através de remoção substancialmente do sol-vente, por exemplo, através de filtragem, e opcionalmente secagem e/oulavagem do material de termocura.

Também, a resina de termocura, se não em uma forma líquida,pode ser fundida ou dissolvida em um solvente ou mistura de solvente ade-quado, opcionalmente misturada com um ou diversos aditivos funcionais, esubseqüentemente adicionada a um meio líquido que pode incluir pelo me-nos um solvente e pelo menos um agente tensoativo para formar uma mistu-ra de reação. Um ou mais reticuladores pode em seguida ser adicionado àmistura de reação e a resina de termocura pode ser substancialmente reti-culada na mistura de reação, desse modo produzindo um material de termo-cura. O solvente pode em seguida ser substancialmente removido da mistu-ra reagida, para obter as partículas.

A mistura de reação pode ser preparada através de derrama-mento, pulverização ou eletrocentrifugação da resina de termocura e/ouuma mistura da resina com pelo menos um reticulador junto com um meiolíquido que inclui pelo menos um solvente e pelo menos um agente tensoa-tivo. A resina de termocura pode ser misturada com aditivos funcionais e umou mais reticuladores, e esta mistura pode ser introduzida em uma misturaadicional de um tensoativo e um solvente, por exemplo, através de derra- martiènto dela na mistura de solvente agitada. Alternativamente, a misturade resina de termocura pode ser pulverizada na mistura de solvente agitadausando um bico, ou através de eletrocentrifugação de fibras na mistura desolvente. A mistura de reação pode também ser processada, por exemplo,através de eletrocentrifugação dela para formar fibras ou partículas sólidas.

Reticulação da resina de termocura na mistura de reação ou emum procedimento de pré-polimerização pode ser obtida, por exemplo, atra-vés da adição de iniciadores, através de aquecimento e/ou através de expo-sição a radiação. Combinações de resina de termocura/reticulador podemser usadas as quais são capazes de reação uma com a outra quando aque-cidas. Por exemplo, a resina de termocura pode ser adicionada ao solventeou mistura de solvente/tensoativo em uma temperatura abaixo de uma tem-peratura crítica para a reação de reticulação. A temperatura da mistura dereação pode em seguida ser aumentada a uma temperatura elevada, quepode facilitar ou levar a formação de partículas termocuráveis por meio deuma reação de policondensação e/ou poliadição.

A mistura de reação pode ser fornecida em uma temperatura de,por exemplo, entre cerca de 60°C e 400°C, ou de preferência entre cerca de60°C e 250°C, ou mais preferivelmente entre cerca de 80°C e 150°C. Atemperatura pode ser selecionada com base, por exemplo, nos componen-tes particulares da mistura sendo usada. Para realçar ou substituir uma rea-ção de reticulação térmica, a reticulação pode ser induzida por radiação ul-travioleta ("UV"), gama, ou infravermelha ("IR"), luz visível, radiação de la-ser, ou uma combinação destas.

A mistura de reação pode ser fornecida em uma forma de umaemulsão, uma dispersão ou uma suspensão, e ela pode ser misturada du-rante um tempo suficiente para concluir essencialmente a reação de polime-rização. O solvente pode em seguida ser removido depois que a reação o-correu.

A reação de poliadição e/ou policondensação pode ser iniciadaantes da adição de um solvente através da adição de um reticulador e/ouagente de cura a monômeros ou oligômeros ou pré-polímeros tais como, porexemplo, materiais de novolac ou epóxi- novolac. Esta técnica pode fornecerresinas termocuráveis em uma forma de pré-polimerizados de peso molecu-lar elevado, que podem exibir uma viscosidade elevada e fornecer suspen-sões de partícula mais viscosas. Tais resinas podem fornecer um rendimen-to aumentado para o processo e podem assistir na formação de partículasna suspensão. Por exemplo, o grau de pré-polimerização podem estar corre-lacionado com um aumento nos tamanhos de partícula durante o procedi-mento de polimerização final. O rendimento de partículas de compósito podetambém ser aumentado, por exemplo, se a pré-polimerização é desempe-nhada depois da introdução de aditivos funcionais sólidos ou líquidos taiscomo, por exemplo, partículas de oxido de metal ou porogenos líquidos ousólidos.

Se desejado, a viscosidade da mistura de reação pode ser ajus-tada através da adição de modificadores de reologia tais como, por exem-plo, alquilceluloses, incluindo metilcelulose, etilcelulose, hidroxipropilmetilce-Iulose etc. Adição de modificadores de reologia pode também influenciartamanhos de partícula e rendimento do material de termocura produzido namistura de reação. Uma suspensão mais viscosa pode levar a formação detamanhos de partículas maiores e um aumento no rendimento total.

Pré-polimerização de precursores oligoméricos tais como, porexemplo, novolacs, epóxi-novolacs e resóis ou resinas de epóxi, pode incluiruma fusão do precursor com agitação, adição opcional de uma carga ououtros aditivos, e adição de um agente de reticulação para fornecer umaresina de pré-polimerização. A resina de termocura pré-polimerizada podeem seguida ser introduzida sob agitação em um solvente ou mistura de sol-vente e dispersada neste para preparar uma dispersão, emulsão ou suspen-são, e também tratada tal como descrito aqui para produzir partículas determocura. Por exemplo, agitação pode ser fornecida através de agitação damistura de reação usando equipamento de agitação. O agente tensoativopode estar presente no solvente ou mistura de solvente, ou ele pode ser a-dicionado à mistura de solvente com ou depois da adição do pré-polímeroda resina de termocura.

Resinas termocuráveis

Resinas termocuráveis usadas de acordo com as modalidadesda presente invenção podem incluir, por exemplo, monômeros, oligômerosou pré-polímeros de resinas naturais ou sintéticas que podem ser modifica-das ou não modificadas, ou combinações destas. Tais resinas termocurá-veis podem incluir várias substâncias que podem ser capazes de suportaruma reação de condensação e/ou adição para formar plásticos termocurá-veis reticulados. Monômeros podem ser parcialmente pré-polimerizados pa-ra obter resinas termocuráveis oligoméricas ou pré-poliméricas parcialmentecuradas e/ou reticuladas, que podem em seguida ser dispersadas na mistu-ra de reação.

Exemplos de resinas termocuráveis podem incluir, por exemplo,resinas fenólicas não curadas ou parcialmente curadas e/ou reticuladas taiscomo novolacs ou resóis, fenolaldeídos, uréia-formaldeídos, resinas de epó-xi, resinas de epóxi-novòlac, resinas de amino, resinas de poliéster insatura-do, resinas alquídicas, resinas de ftalato de dialila etc., e combinações des-tes.

Resinas termocuráveis podem incluir, por exemplo, resinas fenó-licas preparadas através de reação de um aldeído ou cetona com um com-posto fenólico. O composto fenólico pode incluir, por exemplo, fenol, fenóisde C1-C5-mono- ou dialquila tais como o-, m-, ou p-cresol, m- ou p-dimetilfenol, octilfenol, nonilfenol, dodecilfenol,; pirocatecol, resorcinol, hi-droquinona, pirogalol, ploroglucinol, fenóis de arila tais como fenilfenol, bis-fenóis tais como bisfenol A, bisfenol B, bisfenol F ou bisfenol S, 1-naftol, 2-naftol, naftoresorcinol, ou misturas, combinações e/ou formas modificadasdestes. Aldeídos podem incluir, por exemplo, formaldeído, paraldeído, com-postos de liberação de formaldeído tais como tetraamina de hexametileno,acetaldeído, benzaldeído, acroleína, ou misturas destes.

Novolacs possuindo um peso molecular de cerca de 400 a 5000g/mol, que podem ser preparados de fenóis substituídos ou não substituídose formaldeído, podem ser usados. Resóis que podem ser preparados defenóis e formaldeído em uma reação catalisada por base com um excessomolar de formaldeído podem também ser úsados como resinas termocurá-veis. Por exemplo, a resina de termocura pode ser uma resina fenólica pre-parada através de uma reação de adição entre um fenol ou um compostofenólico e um composto insaturado que pode incluir, por exemplo, acetileno,terpenos ou resinas de origem natural tais como, por exemplo, rosina ouderivados de rosina.

Resinas termocuráveis exemplares podem também incluir poli-ésteres insaturados, incluindo resinas alquídicas. Tais poliésteres podemconter cadeias de polímero possuindo vários números de ácidos dibásicossaturados ou aromáticos e anidridos tais como, por exemplo, ácido itálico,ácido succínico, ácido maléico, anidrido de ácido maléico, glicerol, trimetilol-propano, pentaeritritol etc.

Exemplos adicionais de resinas termocuráveis incluem resinasalquídicas preparadas de uma reação de condensação entre pelo menos umálcool multifuncional e pelo menos um anidrido diácido ou ácido que inclui,por exemplo, ácido itálico, ácido maléico, ácido succínico, seus anidridos ouquaisquer combinações destes. Resinas de polialila preparadas, por exem-plo, de ftalato de dialila ou trialilcianurato podem também ser usadas.

A resina de termocura pode também incluir uma resina de aminopreparada através de reação de um aldeído ou cetona com um grupo deamino contendo um composto tal como, por exemplo, uréia, melamina, ouuma mistura de melamina e fenol. Tais resinas de amino podem incluir resi-nas de melamina, resinas de melamina-fenol- formaldeído, resinas de uréiaformadas de uréia substituída ou não substituída, resinas de uretano, resi-nas de cianamida, resinas de dicianamida, resinas de anilina, resinas desulfonamida etc., e combinações destas. Aldeídos que podem ser usadosincluem, por exemplo, formaldeído, paraldeído, compostos de liberação deformaldeído, acetaldeído, benzaldeído, acroleína, ou misturas destes.

Resinas que podem ser usadas também incluem, por exemplo,resinas de epóxi e monômeros, oligômeros ou polímeros que podem conterum ou uma pluralidade de anéis de oxirano, e que podem também incluiruma estrutura molecular alifática, aromática ou alifática-aromática mistura-da, ou que podem possuir uma estrutura alifática ou cicloalifática com ousem substituintes tais como, por exemplo, halogênios, grupos de éster, gru-pos de éter, grupos de sulfonato, grupos de siloxano, grupos de nitro ougrupos de fosfato, ou combinações destes.

A resina de termocura pode ser uma resina de epóxi oligoméricaou pré-polimérica ou um derivado desta, uma resina de epóxi alifática, ciclo-alifática, aromática ou heterocíclica incluindo, por exemplo, resinas de epóxie fenólicas combinadas tais como epóxi-fenol-novolac ou epóxi-resol-novolac, e misturas ou combinações destas. Resinas de epóxi adequadas eepóxi-novolacs incluem, por exemplo, materiais vendidos por Dow Chemicasob as designações D.E.R.® e D.E.N.®, incluindo D.E.N.® 438.

Em modalidades exemplares adicionais da presente invenção, aresina de termocura pode ser uma resina de epóxi preparada, por exemplo,através de reação de epicloridrina com um de composto de hidróxi, incluindocompostos de dihidróxi tais como, por exemplo, bisfenol A, bisfenol B, bisfe-nol F, bisfenol S, 1- naftol, 2-naftol, naftoresorcinol, fenóis de CI-C15-mono-ou dialquila tais como o-, m-, ou p-cresõl, m- ou p-dimetilfenol, octilfenol,nonilfenol, dodecilfenol; pirocatecol, resorcinol, hidroquinona, progalol, plo-roglucinol, fenóis de arila tais como fenilfenol, fenol- novolac, cresol-novolac,um resol, um resitol, ou misturas, combinações e/ou formas modificadasdestes.

Por exemplo, resinas termocuráveis podem incluir, mas não sãolimitadas a, resinas de epóxi do tipo glicidil-epóxido, por exemplo, aquelaspossuindo grupos de diglicidiléter de bisfenol- A, resinas de epóxi derivadode amino tais como, por exemplo, tetraglicidildiamino-difenilmetano, triglici-dil-p-aminofenol, triglicidil-m-aminofenol ou triglicidilaminocresol e seus isô-meros, resinas de epóxi derivado de fenol tais como, por exemplo, resina deepóxi de bisfenol-A, resina de epóxi de bisfenol-F, resina de epóxi de bisfe-nol-S, resina de fenol-novolac-epóxi, resina de cresol-novolac-epóxi ou resi-na de epóxi de resorcinol, ou resinas de epóxi alicíclico. Resinas de epóxihalogenado podem também ser usadas tais como, por exemplo, glicidiléterde fenóis poliídricos, diglicidiléter de bisfenol A, glicidiléteres de resinas denovolac de fenol-formaldeído e resorcinol- diglicidiléter, ou outras resinas deepóxi tais como aquelas descritas na Patente dos Estados Unidos Nq3.018.262.

Resinas termocuráveis que podem ser usadas com modalidadesexemplares da presente invenção podem incluir, por exemplo, misturas deduas ou três resinas de componentes de epóxi ou mono-epóxi, resinas reti-culáveis por UV ou resinas cicloalifáticas, resinas de silicone com base empolidimetilsiloxanos e seus derivados, ou poliuretanos.Solventes

Um solvente ou mistura de solvente que pode ser usado no pre-paro de uma mistura de reação de acordo com as modalidades da presenteinvenção pode ser selecionado com base em propriedades de tensoativos eresinas termocuráveis usadas. Tais solventes podem ser, por exemplo, a-quosos, não aquosos, polares ou não polares.

Por exemplo, solventes adequados podem incluir água, solven-tes não polares ou polares, álcoois, metanol, etanol, N-propanol, isopropa-nol, butoxidiglicol, butoxietanol, butoxiisopropanol, butoxipropanol, álcool den-butila, álcool de t-butila, butileno glicol, butil octanol, dietileno glicol, dime-toxidiglicol, éter de dimetila, dipropileno glicol, etoxidiglicol, etoxietanol, diolde hexano de etila, glicol, hexano diol, 1,2,6-hexano triol, álcool de hexila,hexileno glicol, isobutóxi propanol, diol de isopentila, 3-metoxibutanol, meto-xidiglicol, metoxietanol, metoxiisopropanol, metoximetilbutanol, PEG-IO demetóxi, metilal, éter de hexila de metila, diol de propano de metila, neopentilglicol, PEG-4, PEG-6, PEG-7, PEG-8, PEG-9, éter demetila de PEG-6, penti-Ieno glicol, PPG-7, PPG-2-buteth-3, éter de butila de PPG-2, éter de butilade PPG-3, éter de metila de PPG-2, éter de metila de PPG-3, éter de propilade PPG-2, propano diol, propileno glicol, éter de butila de propileno glicol,éter de propila de propileno glicol, tetrahidrofurano, trimetil hexanol, fenol,benzeno, tolueno, xileno, alquilaminas tais como, por exemplo, metilamina,etilamina, dimetilamina, dietilamina ou homólogos elevados destes, amina demonoetanol, dietanolamina, trietanolamina, e misturas destas substâncias.

Por razões econômicas e ecológicas, pode ser particularmentepreferido usar água como o solvente ou água misturada com quaisquer dossolventes mencionados acima.

Agentes Tensoativos

As misturas de reação usadas nas modalidades da presenteinvenção incluem um agente tensoativo, ou uma mistura ou combinação detais agentes. Agentes tensoativos podem incluir tensoativos, emulsificantesou dispersantes convencionais, incluindo aqueles adequados para técnicasde polimerização de suspensão, emulsão ou dispersão. Tais agentes tenso-ativos podem ser usados para dispersar, emulsificar ou suspender a resinade termocura dentro da mistura de reação, por exemplo, em uma forma depequenas gotas ou micelas. Agentes tensoativos podem ser compostos ca-pazes de emulsificação ou suspensão de resinas termocuráveis hidrofóbicasquando usando solventes hidrofílicos tais como, por exemplo, água ou álco-ois inferiores. Agentes tensoativos podem ser adicionados à mistura de rea-ção antes de introdução da resina de termocura, ou eles podem ser adicio-nados a uma mistura que inclui a resina de termocura e o solvente. Umaparte do agente tensoativo pode ser dispersada no solvente antes de adiçãoda resina de termocura à mistura de reação. Por exemplo, a resina de ter-mocura pode ser introduzida em uma mistura que inclua o solvente e agentetensoativo.

Agentes tensoativos podem também permitir um ajuste da quan-tidade e/ou tamanho das gotas emulgadas ou dispersadas de resinas ter-mocuráveis na dispersão, emulsão ou suspensão. A quantidade de um a-gente tensoativo usada na mistura de reação de acordo com modalidadesexemplares da presente invenção pode ser ajustada com base na combina-ção de solvente e resina de termocura usados para fornecer dispersão sufi-ciente da resina de termocura na mistura de reação. O tipo e quantidade doagente tensoativo pode também ser selecionado para fornecer um tamanhoparticular ou faixa de tamanho de gotas formadas da resina de termocura namistura de reação.

Foi observado que uma concentração de agente tensoativo ele-vada na mistura de reação pode fornecer gotas menores dispersadas nesta,e pode déssé modo produzir partículas dê termocura menores. Gotas deresina de termocura maiores podem estar presentes, por exemplo, se a re-sina de termocura e/ou a mistura de reação for altamente viscosa.

Agentes tensoativos usados em métodos de acordo com a pre-sente invenção podem ser fornecidos, por exemplo, em uma faixa de cercade 0,1 a cerca de 10% em peso, ou de preferência cerca de 0,5 a 5% empeso, onde a porcentagem em peso é expressada relativa à quantidade deresina de termocura usada.Agentes tensoativos podem incluir, por exemplo, tensoativos ouemulsificantes aniônicos, catiônicos, híbridos ou não tônicos ou combina-ções destes. Por exemplo, tensoativos ou emulsificantes aniônicos podemincluir sabões, sulfonatos de alquilbenzo, alcansulfonatos, olefinsulfonatos,alquiétersulfonatos, glicerinétersulfonatos, α-metiléstersulfonatos, ácidosgraxos sulfonados, alquilsulfatos, sulfatos de éter de álcool graxo, sulfatosde éter de glicerina, sulfatos de éter de ácido graxo, sulfatos de éter mistode hidroxila, monogliceride(éter)sulfatos, amida(éter)sulfatos de ácido graxo,mono- e di- alquilsulfosucinatos, mono- e dialquisulfosucinamatos, sulfotri-glicerídeos, amidsabões, étercarboxilicácido e seus sais, isotionatos de áci-do graxo, arcosinatos de ácido graxo, tauridas de ácido graxo, N-acilamino-ácidos tais como, por exemplo, acillactilatos, aciltartratos, acilglutamatos eacilaspartatos, alquiloligoglucosidsulfatos, condensados de ácido graxo deproteína, produtos derivados de planta com base em trigo, e alqui(éter) fos-fatos.

Tensoativos ou emulsificantes catiônicos que podem ser usadospara encapsular a resina de termocura podem incluir, por exemplo, compos-tos de amônio quaternário tais como dimetildistearil-amôniocloreto, Stepan-tex® VL 90 (Stepan), esterquats, incluindo sais de trialcanolaminaster deácido graxo quaternizados, sais de aminas primária de cadeia longa, com-postos de amônio quaternário tais como hexadeciltrimetil-amôniocloreto(CTMA-CI), Dehyquart® A (cetrimônio-cloreto, Cognis), ou Dehyquart® LDB50 (laurildimetilbenzil-amônio-cloreto, Cognis). Tensoativos ou emulsifican-tes podem também incluir, mas não são limitados a, lecitina, poloxâmeros,por exemplo, copolímeros em bloco de oxido de etileno e oxido de propilenotais como aqueles disponíveis por BASF Co. sob o nome comercial pluro-nic® incluindo pluronic® F68NF, tensoativoscom base em siloxano tais co-mo Álcooletoxilato que podem ser disponíveis por TWEEN® series fornecidapor Sigma ou Krackeler Scientific Inc., álcoois polifuncionais tais como, porexemplo, polivinilálcool, polietilenglicol etc.

Agentes Reticuladores/de Cura

O tipo e quantidade de um reticulador que pode ser adicionadoaos monômeros ou o fundido ou resina de termocura dissolvida ou misturade oligômero antes de polimerização afeta o nível de reticulação no pré-polímero e permite um ajuste das propriedades das partículas de termocuraproduzidas. Por exemplo, uma resina de termocura que inclui um pré-polímero possuindo um peso molecular elevado pode resultar da formaçãode partículas de termocura porosas menores e/ou formação de partículasmaiores dentro de uma distribuição de tamanho de partícula limitada. Aquantidade e tipo de reticuladores usados pode também afetar o tempo dereação total.

Agentes de reticulação podem ser adicionados à mistura de rea-ção antes, durante ou depois da dispersão da resina de termocura nesta.Quando uma etapa de pré-polimerização é usada tal como descrito aqui, osreticuladores adicionados à mistura de reação podem ser do mesmo tipocomo aqueles usados na etapa de pré-polimerização. Reticuladores diferen-tes podem também ser usados para as etapas de pré-polimerização e poli-merização.

A mistura de reação pode ser livre de qualquer reticulador se,por exemplo, resinas termocuráveis são fornecidas que possam ser subs-tancialmente curadas completamente usando tratamentos térmicos ou porradiação para produzir as partículas de termocura.

Agentes reticuladores e/ou de cura particulares podem ser sele-cionados com base no tipo de resinas termocuráveis ou monômeros, oligô-meros ou pré-polímeros destes. Por exemplo, reticuladores podem incluircompostos capazes de formação de redes di- ou tridimensionais quandoreagindo com resinas termocuráveis. Reticuladores multifuncionais, por e-xemplo, reticuladores possuindo dois ou mais grupos funcionais por molécu-la que podem reagir com grupos funcionais associados com uma cadeiaprincipal da resina de termocura, podem ser usados para produzir uma redealtamente reticulada.

Reticuladores exemplares podem incluir aldeídos e cetonas, ál-coois multifuncionais, aminas multifuncionais e ácidos dicarboxílicos ou ani-dridos ácidos, isocianatos, silanos, dióis, (met)acrilatos tais como, por e-xemplo, metacrilato de 2-hidroxietila, propiltrimetoxisilano, metacrilato de 3-(trimetilsilil)propila, diisocianato de isoforona, diciandiamida, sulfona de dife-nila de diamino, polióis, glicerina etc., e combinações destas substâncias.Exemplos adicionais de reticuladores que podem ser usados em certas mo-dalidades exemplares da presente invenção incluem compostos de di- e tri-amina alifática ou aromática tais como, por exemplo, diamina de fenileno,diamina de etileno, diamina de dietiltolueno etc. Tais compostos podem serusados, por exemplo, com resinas de epóxi ou epóxi-novolacs.

Aditivos Funcionais

Certas propriedades de partículas de termocura, por exemplo,resistência a estresse mecânico, condutividade elétrica, resistência a impac-to, propriedades magnéticas ou propriedades óticas, podem ser variadasatravés da adição de quantidades particulares e tipos de aditivos, por exem-plo, à resina de termocura.

Aditivos funcionais podem incluir, por exemplo, aditivos que po-dem ser substancialmente incorporados no material de termocura produzi-dos usando os métodos exemplares descrito aqui. Aditivos funcionais po-dem ser distinguidos de aditivos que podem ser, por exemplo, adicionados àmistura de reação para afetar controle de processo tais como modificadoresde reologia, agentes tensoativos, dispersantes etc. Ainda que tais aditivosde controle de processo possam ser parcialmente incorporados em um ma-terial de termocura, eles podem possuir um efeito insubstancial nas proprie-dades materiais, em contraste aos efeitos de aditivos funcionais.

Aditivos funcionais podem incluir, por exemplo, cargas, plastifi-cantes, lubrificantes, resistentes à chama, agentes de formação de poro ouporogenos, metais e pós de metal, silício, óxidos de silício, zeólitos, óxidosde titânio, óxidos de zircônio, óxidos de alumínio, silicatos de alumínio, talco,grafite, vidro ou fibras de vidro, fibras de carbono, fulerenos, nanotubos, su-avizante, filosilicatos e similares, ou misturas destes. Por exemplo, cargasque podem ser usadas como aditivos funcionais inorgânicos podem incluirargilas, minerais, caulim, óxidos de silício e óxidos de alumínio, silicatos dealumino, zeólitos, óxidos de zircônio, óxidos de titânio, talco, grafite, negro-de-fumo, fulerenos, filosilicatos, suicidas, nitridas, ou combinações de taissubstâncias. Exemplos adicionais de funcionais aditivos incluem pós de me-tal tais como, por exemplo, aqueles de metais de transição cataliticamenteativos tais como cobre, ouro e prata, titânio, zircônio, háfnio, vanádio, nióbio,tântalo, cromo, molibdênio, tungstênio, manganês, rênio, ferro, cobalto, ní-quel, rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio ou platina.

Metais ou óxidos de metal que podem ser usados como cargaspodem também ser magnéticos tais como, por exemplo, ferro, cobalto, ní-quel, manganês ou misturas destes, incluindo misturas de ferro-platina ouoxido de ferro e ferrita. O uso de cargas magnéticas pode fornecer proprie-dades magnéticas às partículas de termocura, por exemplo, para uso comocompostos eletrorreológicos. Tais aditivos podem também ser, por exemplo,superparamagnéticos, ferromagnéticos ou ferrimagnéticos, incluindo ligas demetal magnéticas, ferritas tais como óxido de ferro gama, magnetoitas ouferritas de cobalto, níquel ou manganês. Tais aditivos funcionais podem in-cluir aqueles descritos, por exemplo, na Publicação de Patente InternacionalN5 W083/03920, W083/01738, W085/02772, W088/00060, W089/03675,W090/01295 e W090/01899, e na Patente dos Estados Unidos N9S4.452.773, 4.675.173 e 4.770.183.

Nas modalidades da presente invenção, aditivos funcionais po-dem incluir, por exemplo, metais de valência zero, pós de metal, compostosde metal, ligas de metal, óxidos de metal, carbidas de metal, nitridas de me-tal, oxinitridas de metal, carbonitridas de metal, oxicarbidas de metal, oxini-tridas de metal, oxicarbonitridas de metal, sais de metal orgânicos ou inor-gânicos, incluindo sais dè metais alcalinos e/óu alcâlinós terrosos e/ou me-tais de transição tais como, por exemplo, carbonatos de metal alcalino oualcalino terroso, sulfatos, sulfitos, compostos de metal semicondutor, inclu-indo aqueles de metais de grupo de transição e/ou principal; nanopartículasde núcleo-casca com base em metal, vidro ou fibras de vidro, carbono oufibras de carbono, silício, óxidos de silício, zeólitos, óxidos de titânio, óxidosde zircônio, óxidos de alumínio, silicatos de alumínio, talco, grafite, suavizan-te, suavizante de chama, suavizante de fornalha, suavizante gasoso, negro-de-fumo, lâmpada negra, minerais, filosilicatos, ou quaisquer misturas des-tes. Por exemplo, aditivos funcionais podem incluir partículas de liga ou me-tal magnéticas, superparamagnéticas, ferromagnéticas, ou ferromagnéticascompreendendo ferro, cobalto, níquel, manganês ou misturas destas, mistu-ras ou ligas de ferro- platina, ou óxidos de metal magnético tais como oxidode ferro, oxido de gama-ferro, magnetitas, e ferritas tais como ferritas decobalto, níquel ou manganês.

Materiais de semicondução podem ser usados como aditivosfuncionais incluindo, por exemplo, semicondutores de grupos II e VI, gruposIII e V, e/ou grupo IV. Semicondutores de grupo Il e Vl podem incluir, porexemplo, MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, Ba-Se, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, ou mis-turas destes. Semicondutores de grupo III e V podem incluir, por exemplo,GaAs, GaN, GaP, GaSb, InGaAs, InP, InN, InSb, InAs, AIAs, AIP, AISb, AISe misturas destes. Semicondutores de grupo IV podem incluir germânio,chumbo ou silício. Aditivos funcionais semicondutores podem também incluirmisturas de semicondutores de mais do que um grupo ou combinação degrupo listado aqui.

Partículas com base em metal de estrutura complexa podemtambém ser usadas como aditivos funcionais. Por exemplo, "configuraçõesde núcleo-casca" podem ser usadas tais como aquelas descritas em Peng eoutros., "Epitaxial Growth of Highly Luminescent CdSe/CdS Core/Shell Na-noparticles with Photostability and electronic Accessibility," Journal of theAmerican Chemical Society, 119:7019-7029 (1997).

Em certas modalidades exemplares da presente invenção, con-figurações de núcleo-casca podem incluir nanopartículas de semiconduçãoque podem possuir um núcleo com um diâmetro de cerca de 1 a 30 nm, oude preferência cerca de 1 a 15 nm, em que nanopartículas de semiconduçãoadicionais podem se cristalizarem para formar uma casca de cerca de 1 a30 monocamadas, ou de preferência cerca de 1 a 15 monocamadas. O nú-cleo e a casca podem estar presentes em qualquer combinação dos materi-ais listados aqui incluindo, por exemplo, configurações de núcleo-casca pos-suindo CdSe e/ou CdTe como o núcleo e CdS ou ZnS como a casca.

Materiais que podem ser usados como aditivos funcionais po-dem possuir propriedades de absorção para radiação em uma região com-primento de onda entre e incluindo radiação gama e radiação de microonda,e também podem ser capazes de emissão de radiação, por exemplo, emuma região de 60 nm ou menor. Tais materiais podem ser fornecidos, porexemplo, em uma configuração de núcleo-casca, onde tamanhos de partícu-la e diâmetros de núcleo e casca de tais partículas podem ser selecionados,por exemplo, para fornecer emissão de luz quanta possuindo comprimentosde onda entre cerca de 20 e 1.000 nm. Misturas de tais partículas podemser selecionadas as quais podem emitir luz quanta em diferentes compri-mentos de onda quando expostas a radiação. Por exemplo, tais nanopartí-culas podem ser fluorescente, e podem também fluorescer sem qualquerextinção.

Aditivos funcionais orgânicos podem também ser usados taiscomo, por exemplo, polímeros, oligômeros ou pré-polímeros; compostosorganometálicos, alcóxidos de metal, partículas de carbono incluindo suavi-zante, lâmpada negra, suavizante de chama, suavizante de fornalha, suavi-zante gasoso, negro-de-fumo etc., ou nanopartículas contendo carbono emisturas destas, fulerenos tais como C36, C60, C70, C76, C80, C86, Cl 12etc., nanotubos tais como MWNT, SWNT, DWNT ou nanotubos aleatoria-mente orientados, assim como cebolas de fulereno, metalo-fulerenos, fule-renos de endohedral contendo metal e/ou fulerenos endometalos, incluindoaqueles de metais terrosos raros tais como, por exemplo, cério, neodímio,samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio ou hólmio. Algodão ou tecidospodem também ser usados como aditivos funcionais, igualmente quaisquercombinações das substâncias listadas aqui acima.

Polímeros, oligômeros ou pré-polímeros que podem ser usadoscomo aditivos funcionais podem incluir homopolímeros ou copolímeros depoliolefinas alifáticas ou aromáticas tais como, por exemplo, polietileno, poli-propileno, polibuteno, poliisobuteno ou polipenteno, polibutadieno, polivinilastais como cloreto de polivinila ou álcool de polivinila, ácido poli(met)acrílico,polimetilmetacrilato (PMMA), acrilato de polacrilociano, poliacrilonitrila, poli-amida, poliéster, poliuretano, poliestireno, politetrafluoroetileno, biopolímerostais como colágeno, albumina, gelatina, ácido hialurônicos, amido ou celulo-ses tais como metilcelulose, hidroxipropil celulose, hidroxipropil metilceluloseou ftalato de carboximetilcelulose, caseína, dextranos, polisacarídeos, fibri-nogênio, poli(D,L-lactídeos), poli(D,L-lactídeo coglicolidas), poliglicolidas,polihidroxibutilatos, carbonatos de polialquila, poliortoésteres, poliésteres,ácido polihidroxivalérico, polidioxanonas, tereftalatos de polietileno, ácido depolimaleato, ácido politartrônico, polianidridos, polifosfazenos, ácidos de po-liamino; acetato de vinila de polietileno, silicones, poli(éster uretanos), po-li(éter uretanos), poli(éster uréias), poliéteres tais como óxido de polietileno,óxido de polipropileno, plurônicos, politetrametileno glicol, polivinilpirrolidona,poli(vinil acetato ftalato), goma-laca, e combinações de tais homopolímerosou copolímeros. Tais aditivos funcionais podem ser fornecidos em uma for-ma de soluções, dispersões ou suspensões, com ou sem solventes, em umaforma sólida como fibras ou partículas, ou em quaisquer combinações dasmesmas.

Biopolímeros podem também ser usados para converter-se naspartículas de termocura mais biocompatíveis, por exemplo, para uso comomateriais de suporte em bioprocessamento ou como materiais de liberaçãode fármaco. Polímeros de hidrocarboneto tais como poliolefinas, parafinasetc. podem ser incorporados em partículas de termocura como porogenosou formadores de poro, que podem fornecer porosidade no material de ter-mocura durante um procedimento de carbonização ou pirólise, porque taispolímeros podem ser substancialmente gaseificados completamente. Taisprocedimentos podem ser usados para produzir, por exemplo, materiais depeneira molecular e dispositivos de liberação de fármaco poroso. O tipo equantidade de tais porogenos usados podem afetar distribuição de tamanhode poro e porosidade total em partículas de termocura.

Em certas modalidades da presente invenção, aditivos funcio-nais podem ser usados que incluem uma mistura de pelo menos um materi-al inorgânico e pelo menos um material orgânico.Aditivos funcionais tais como aqueles listados aqui acima podemser fornecidos em uma forma de partículas possuindo uma forma essenci-almente esférica ou esferoidal. Tais partículas podem possuir um tamanhode partícula médio entre cerca de 1 nm e 1.000 μιη, ou de preferência entrecerca de 1 nm e 300 pm, ou mais preferivelmente entre cerca de 1 nm e 6μιη. Tais tamanhos de partícula podem ser usados para quaisquer dos ma-teriais aditivos funcionais listados aqui acima.

Aditivos funcionais podem também ser fornecidos em uma for-ma de tubos, fibras, materiais fibrosos ou arames, incluindo nanoarames.Exemplos de tais aditivos podem incluir fibras de carbono, nanotubos, fibrasde vidro, e nano- ou microarames de metal. Tais aditivos funcionais podempossuir um comprimento médio entre cerca de 5 nm e 1.000 pm, de prefe-rência entre cerca de 5 nm e 300 μιη, mais preferivelmente entre cerca de 5nm e 20 pm, ou ainda mais preferivelmente entre cerca de 2 e 20 pm, e umdiâmetro médio entre cerca de 1 nm a 1 μιτι, de preferência entre cerca de 1nm e 500 nm, mais preferivelmente entre cerca de 5 nm e 300 nm, e aindamais preferivelmente entre cerca de 10 e 200 nm.

Aditivos funcionais podem ser modificados, por exemplo, paramelhorar suas propriedades de dispersão em resinas ou misturas de reação,e/ou para gerar propriedades funcionais adicionais. Por exemplo, aditivosfuncionais podem ser modificados usando compostos de silano tais comotetraalcoxisilanos, por exemplo, tetrametoxisilano (TMOS), tetraetoxisilano(TEOS) ou tetra-n-propoxisilano, assim como formas oligoméricas destes,onde o alcóxi pode ser de cadeia ramificada ou linear e podem conter cercade 1 a 25 átomos de carbono. Tais aditivos podem também ser modificadosusando, por exemplo, alquilalcoxisilanos, onde um grupo de alquila pode seruma alquila de cadeia ramificada ou linear substituída ou não substituída,possuindo cerca de 1 a 25 átomos de carbono. Tais compostos de silanopodem incluir, por exemplo, metiltrimetoxisilano (MTMOS), metiltrietoxisila-no, etiltrietoxisilano, etiltrimetoxisilano, metiltripropoxisilano, metiltributoxisi-lano, silano de propiltrimetóxi, propiltrietoxisilano, silano de isobutiltrietóxi,isobutiltrimetóxi-silano, octiltrietoxisilano, octiltrimetoxisilano ou feniltrietoxisi-lano (que pode ser obtido de Degussa AG, Alemanha), metacriloxideciltrime-toxisilano (MDTMS); ariltrialcoxisilanos tais como feniltrimetoxisilano (PT-MOS), feniltripropoxisilano, feniltributoxisilano, fenila-tri-(3-glicidilóxi)-silano-óxido (TGPSO), 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropil-trietoxisilano, 2-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropilmetil-dietoxisilano, pro-piltrimetoxisilano funcional de triamino (Dynasylan® TRIAMO, que pode serobtido de Degussa AG, Alemanha), N-(n-butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano,3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrietóxi-silano, viniltrimetoxi-silano, viniltrietoxisilano, 3-mercaptopropiltrimetóxi-silano, Bisfenol-A-glicidil-silanos, (met)acrilsilanos, fenilsilanos, silanos oligoméricos ou poliméricos,epoxisilanos, flúor alquilsilanos tais como, por exemplo, fluoroalquiltrimetoxi-silanos, fluoroalquiltrietoxisilanos possuindo um resíduo de flúor alquila decadeia linear ou ramificada parcialmente ou completamente fluorada, comcerca de 1 a 20 átomos de carbono tais como, por exemplo, tridecaflúor-1,1,2,2-tetrahidrooctiltrietoxisilano, fluoroalquilsiloxanos reativos modificados(disponíveis de Degussa AG sob as marcas registradas Dynasylan® F8800e F8815), e misturas destes compostos. Outros compostos os quais podemser usados como aditivos funcionais incluem, por exemplo, 6-amino-l-hexanol, 2-(2-aminoetóxi)etanol, ciclohexil-amina, colesteriléster de ácidobutírico (PCBCR), l-(3-metoxicarbonil)-propil)-l-feniléster ou combinaçõesdestes. Tais agentes de modificação podem também ser usados como reti-culadores.

Aditivos funcionais podem incluir partículas ou fibras feitas depolímeros, oligômeros ou partículas pré-poliméricas. Tais partículas podemser preparadas usando técnicas de polimerização convencionais capazes deprodução de partículas discretas tais como, por exemplo, polimerizações emmeios líquidos em emulsões, dispersões, suspensões ou soluções, ou aspartículas ou fibras podem ser produzidas através de extrusão, centrifuga-ção, peletização, moagem ou trituração de materiais poliméricos.

Em certas modalidades da presente invenção, aditivos funcio-nais podem incluir, por exemplo, mono(met)acrilato, di(met)acrilato, tri(met)acrilato, tetra-acrilato e pentaacrilato. Mono(met)acrilatos podem incluir, porexemplo, acrilato de hidroxietila, metacrilato de hidroxietila, metacrilato dehidroxipropila, acrilato de hidroxipropila, acrilato de 3-clon>2-hidroxipropila,metacrilato de 3-cloro-2-hidroxipropila, acrilato de 2,2-dimetilhidroxipropila,acrilato de 5-hidroxipentila, monoacrilato de dietileno glicol, monoacrilato detrimetilolpropano, monoacrilato de pentaeritritol, acrilato de 2,2-dimetil-3-hidroxipropila, metacrilato de 5-hidroxipentila, monometacrilato de dietilenoglicol, monometacrilato de trimetilolpropano, monometacrilato de pentaeritri-tol, N-(1,1-dimetil-3-oxobutil)acrilamida metilada por hidróxi, N-metilolacril-amida, N-metilolmetacrilamida, N-etila-N-metilolmetacrilamida, N-etila-N-me-tilolacrilamida, Ν,Ν-dimetilol-acrilamida, N-etanolacrilamida, N-propanolacril-amida, N-metilolacrilamida, acrilato de glicidila, metacrilato de glicidila, acri-lato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de butila, acrilatode amila, acrilato de etilhexila, acrilato de octila, acrilato de t-octila, acrilatode 2-metoxietila, acrilato de 2-butoxietila, acrilato de 2-fenoxietila, acrilato decloroetila, acrilato de cianoetila, acrilato de dimetilaminoetila, acrilato debenzila, acrilato de metoxibenzila, acrilato de furfurila, acrilato de tetrahidro-furfurila ou acrilato de fenila. Di(met)acrilatos podem incluir, mas não sãolimitados a, 2,2- bis(4-metacriloxifenil)propano, 1,2-butanodiol-diacrilato, 1,4-butanodiol-diacrilato, 1,4-butanodiol-dimetacrilato, 1,4-ciclohexanodiol-dime-tacrilato, 1,10-decanodiol-dimetacrilato, dietileno-glicol-diacrilato, dipropile-noglicol-diacrilato, dimetilpropanodiol- dimetacrilato, dimetacrilato de trietile-noglico, dimetacrilato de tetraetilenoglico, 1,6-hexanodiol-diacrilato, neopen-tilglicol-diacrilato, dimetacrilato de polietilenoglicol, tripropilenoglicol-diacrila-to, 2,2-bis[4-(2-acriloxietóxi)-fenil]propano, 2,2-bis[4-(2-hidróxi-3-metacriloxi-propóxi)-fenil]propano, bis(2-metacriloxietil)N,N-1,9-nonileno-biscarbamãto,1,4-ciclohexano-dimetanol-dimetacrilato ou oligômeros de uretano diacrílico.Tri(met)acrilatos podem incluir, por exemplo, tris(2-hidroxietil)isocianurato-trimetacrilato, tris(2-hidroxietil)isocianurato-triacrilato, trimetilolpropano-trime-tacrilato, trimetilolpropano-triacrilato ou pentaeritritol-triacrilato. Tetra(met)acrilatos podem incluir pentaeritritol-tetraacrilato, ditrimetilopropan-tetra-acrilato ou pentaeritritol-tetraacrilato etoxilado. Penta(met)acrilatos podemincluir, por exemplo, dipentaeritritol-pentaacrilato ou pentaacrilato-ésteres.Misturas, copolímeros e combinações destas substâncias podem tambémser usados.

Partículas ou fibras de polímero podem ser usadas como aditi-vos funcionais, por exemplo, oligômeros ou elastômeros tais como polibuta-dieno, poliisobutileno, poliisopreno, poli(estireno-butadieno-estireno), poliure-tanos, policloropreno, ou silicone, ou misturas, copolímeros e combinaçõesdestas substâncias.

Aditivos funcionais podem também incluir partículas ou fibrasfeitas de polímeros eletricamente condutores tais como, por exemplo, poli-parafenileno-vinileno saturado ou insaturado, poliparafenileno, polianilina,politiofeno, poli(etilenodioxitiofeno), polidialquilfluoreno, poliazina, polifurano,polipirrol, poliselenofeno, sulfeto de poli-p-fenileno, poliacetileno, monôme-ros, oligômeros ou polímeros destes, e quaisquer combinações ou misturasdestes que podem ser formados com outros monômeros, oligômeros ou po-límeros ou copolímeros feitos dos monômeros listados aqui acima. Tais mo-nômeros, oligômeros ou polímeros podem incluir um ou diversos grupos or-gânicos tais como, por exemplo, radicais de alquila ou arila etc., ou radicaisinorgânicos tais como, por exemplo, silício ou germânio, ou quaisquer mistu-ras destas. Aditivos funcionais podem também incluir polímeros condutoresou semi condutores que podem exibir, por exemplo, uma resistência elétricaentre 10^12 e 10^5 Ohm-cm, ou tais polímeros que incluem sais de metal com-plexado.

Aditivos funcionais podem também incluir, por exemplo, sais demetal inorgânico, por exemplo, sais de metais alcalinos e/ou alcalinos terro-sos tais como carbonatos de metal alcalino ou alcalino terroso, sulfatos, sul-fitos, nitratos, nitritos, fosfatos, fosfitos, haletos, sulfetos, óxidos, ou misturasdestes. Sais de metal orgânico podem também ser usados como cargas,incluindo sais de metal alcalino, alcalino terroso e/ou de transição tais como,por exemplo, formiatos, acetatos, propionatos, malatos, maleatos, oxalatos,tartratos, citratos, benzoatos, salicilatos, ftalatos, estearatos, fenolatos, sul-fonatos, e aminas, assim como misturas destes.

Agentes de formação de poro podem ser usados como aditivosfuncionais incluindo, por exemplo, sais anorgânicos ou orgânicos, carbona-tos, ácidos graxos, lipídeos, parafina, polietileno glicol, oxido de polietileno,cera etc., ou misturas destas substâncias. Formação de poro pode ocorrerdurante a reação de polimerização, ou depois de polimerização. Poros po-dem ser formados através de lixivição e lavagem de sais incorporados emum procedimento de processamento funcional opcional. Poros podem tam-bém ser formados durante um processo de tratamento por aquecimentosubseqüente. Por exemplo, poros podem ser formados através de degrada-ção térmica das partículas com base em termocura.

Aditivos funcionais tais como aqueles listados aqui podem seradicionados na mistura de reação. Alternativamente, eles podem ser adicio-nados à resina de termocura durante uma etapa de pré-polimerização antesque a resina seja adicionada à mistura de reação, que pode fornecer incor-poração melhorada de tais aditivos na resina de termocura e controle deprocesso melhorado. Por exemplo, um tempo de processo total pode sermais curto, e tensoativo menor pode ser usado para produzir suspensões degotejamento estáveis ou emulsões.Isolamento

O solvente que pode estar presente na mistura de reação podeser removido depois de conclusão da reação de polimerização, por exemplo,através de filtragem, evaporação ou outras técnicas convencionais. As partí-culas de termocura podem ser secadas, e elas podem em seguida opcio-nalmente ser lavadas e secadas de novo. Secagem pode ser desempenha-da usando técnicas convencionais tais como, por exemplo, aplicação detemperaturas elevadas, exposição das partículas a ar em movimento ou ou-tros gases que podem opcionalmente ser aquecidos, e exposição das partí-culas a pressão reduzida ou a vácuo. As partículas podem ser jorradas comum solvente ou mistura adicional de solvente para lavá-las, o qual pode re-mover impurezas que podem estar presentes.

Partículas as quais podem ser obtidas usando métodos de acor-do com a presente invenção descrita aqui podem possuir uma distribuiçãode tamanho de partícula. A amplitude de uma tal distribuição pode variarcom, por exemplo, os materiais e as condições de reação usados. Por e-xemplo, uma distribuição de tamanho de partícula limitada pode ser obtida,por exemplo, através de seleção de certas concentrações de componentese tipos de agentes tensoativos, e através de ajuste de parâmetros de pro-cesso tais como, por exemplo, temperatura, viscosidade, agitação da mistu-ra de reação etc. Depois que partículas de termocura são formadas e isola-das, elas podem ser classificadas ou escolhidas usando operações de aná-lise ou peneiração convencionais, e/ou elas podem ser também processa-das, por exemplo, usando tratamentos mecânicos tais como trituração, tra-tamentos térmicos tais como carbonização ou pirólise etc.Uso De Partículas de Termocura

Materiais com base em termocura produzidos de acordo com apresente invenção podem ser usados, por exemplo, como cargas ou materi-ais de jato de areia. Tais materiais de termocura podem ser formados comopartículas, que podem possuir uma forma esférica ou quase esférica. Taispartículas podem possuir um tamanho médio entre cerca de 10 nm e algunsmilímetros, ou entre cerca de 10 nm e 1.000 μηι, de preferência entre cercade 10 nm e 500 μιτι, mais preferivelmente entre cerca de 10 nm e 50 pm, ouainda mais preferivelmente entre cerca de 10 nm e 6 μm.

Tais partículas de termocura podem também ser usadas, porexemplo, como suportes para catalisadores, e elas podem ser metalizadasusando metais cataliticamente ativos tais como prata, ouro etc. Alternativa-mente, elas podem ser impregnadas ou revestidas com compostos cataliti-camente ativos e usadas em processos de catálise heterogênea.

Partículas de termocura podem também ser usadas como penei-ras moleculares, e os tamanhos de poro em tais partículas podem ser ajus-tados, por exemplo, através de seleção de condições de pré-polimerizaçãoparticulares, cargas, tempos de reação na emulsão, dispersão ou suspen-são, processos de polimerização, quantidades e tipos de reticuladores usa-dos, quantidade de tensoativo na reação de emulsão, dispersão ou suspen-são etc. Cargas que podem ser lavadas de tais partículas, ou que pode serdecompostas quimicamente ou termicamente ou em combinações destas,podem ser usadas para fornecer ou ajustar porosidade nas partículas determocura.

Partículas de termocura podem também ser usadas como su-portes ou portadores em aplicações de biotecnologia, por exemplo, comosuportes para culturas de célula, enzimas, microorganismos em sistemas debiorreator etc. Tais partículas podem também ser usadas em aplicações defarmácia e medicina como portadores ou suportes para agentes terapeuti-camente e/ou diagnosticamente ativos, por exemplo, como dispositivos deliberação de fármaco ou implantes.

Carbonizacão

Partículas de termocura ou fibras produzidas usando métodosde acordo com a presente invenção podem ser submetidas a um tratamentode carbonização e/ou pirólise. Partículas com base em carbono esféricaspodem ser produzidas através de exposição de partículas de termocura atemperaturas elevadas, por exemplo, em uma faixa entre cerca de 100°C e3500°C. Tal exposição pode ser desempenhada sob uma oxidação ou at-mosfera de gás inerte. Tais partículas com base em carbono podem ser u-sadas, por exemplo, para aplicações biológicas e/ou farmacológicas. Condi-ções de carbonização e/ou pirólise podem ser selecionadas para produzirmaterial com base em carbono amorfo vítreos, por exemplo, "carbono poli-mérico vítreo", que pode ser condutor não cristalino e não eletricamente, epode ser de cor avermelhada ou amarronzada, ou ainda espécies de carbo-no do tipo diamante. Partículas com base em carbonos esféricas podemtambém ser produzidas as quais podem incluir carbono grafítico, onde aspartículas podem ser eletricamente condutoras, através de seleção apropri-ada de condições de pirólise e/ou carbonização.

As temperaturas usadas em um procedimento de carbonizaçãopode ser, por exemplo, entre cerca de 20°C e 3500°C, ou entre cerca de50°C e 2500°C, ou de preferência entre cerca de 100°C e 1500°C, ou maispreferivelmente entre cerca de 200°C e 1000°C, ou até mais preferivelmenteentre cerca de 250°C e 800°C.

Em certas modalidades da presente invenção, um tratamentotérmico pode ser desempenhado usando um laser, por exemplo, através desinterização por laser seletivo (SLS).

O procedimento de carbonização pode ser desempenhado emdiferentes atmosferas tais como uma atmosfera inerte, por exemplo, nitro-gênio, SF6, ou gases nobres tais como argônio, ou misturas destes. Carbo-nização pode também ser desempenhada em uma atmosfera de oxidaçãotais como oxigênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono ou óxido denitrogênio. Alternativamente, carbonização pode ser desempenhada emuma atmosfera que pode incluir uma mistura de gases inertes e gases reati-vos tais como, por exemplo, hidrogênio, amônia, hidrocarbonetos alifáticosCi-C6 saturados tais como metano, etano, propano e buteno, ou misturasdestes ou outros gases de oxidação. Em certas modalidades exemplares dapresente invenção, a atmosfera fornecida durante um procedimento de car-bonização pode ser substancialmente livre de oxigênio, por exemplo, o con-teúdo de oxigênio pode ser abaixo de cerca de 10 ppm, ou de preferênciaabaixo de cerca de 1 ppm.

Partículas as quais podem ser processadas usando um proce-dimento de carbonização tal como descrito aqui podem ser também tratadascom agentes de oxidação e/ou redução. Por exemplo, tais partículas podemser expostas a temperaturas elevadas em atmosferas de oxidação tais co-mo, por exemplo, oxigênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidode nitrogênio ou agentes de oxidação similares. Tais agentes de oxidaçãopode também ser misturados com gases inertes tais como gases nobres.Oxidação parcial de tais partículas pode ser obtida, por exemplo, em tempe-raturas elevadas entre cerca de 50°C e 800°C. Agentes de oxidação líquidospodem também ser usados tais como, por exemplo, ácido nítrico concentra-do. Partículas podem ser parcialmente ou mais completamente oxidadas,por exemplo, por contato delas com ácido nítrico concentrado em tempera-turas acima da temperatura ambiente. Partículas carbonizadas esféricas ouquase esféricas produzidas usando os métodos exemplares descritos aquipodem possuir tamanhos variando de nanômetros até milímetros.

Em certas modalidades da presente invenção, partículas esféri-cas vazias podem também ser produzidas por uso de um meio de suspen-são polar tal como água, onde um co-solvente hidrofóbico, por exemplo, xi-leno, pode ser introduzido na mistura de reação ou com a resina de termo-cura ou com reticuladores. Um tal procedimento pode produzir partículasesféricas que incluem um núcleo do solvente hidrofóbico circundado por ma-terial de termocura. O solvente pode em seguida ser evaporado ou piroliza-do usando um procedimento de carbonização para produzir partículas subs-tancialmente ocas.Uso de Partículas Carbonizadas

Partículas de termocura produzidas usando os métodos descri-tos aqui, incluindo partículas de carbono poliméricas vítreas carbonizadas,podem ser usadas como portadores, por exemplo, em aplicações oncológi-cas. Em tais aplicações, partículas esféricas podem ser estáveis em umaregião gastrointestinal, e elas podem ser impregnadas com agentes terapeu-ticamente e/ou diagnosticamente ativos. Tais partículas podem também serentericamente revestidas para fornecer uma liberação de tais agentes ativosem uma localização definida em um corpo de paciente. Partículas de termo-cura podem também ser usadas, por exemplo, em aplicações de terapia deradiação local por introdução de materiais radioativamente radiantes naspartículas.

Partículas de termocura podem também ser usadas em aplica-ções de bioprocessamento, por exemplo, como suportes de cultura de célu-la, onde as partículas podem ser funcionalizadas usando, por exemplo, íonsde cálcio, enxofre, magnésio, ou cobalto etc. Por exemplo, sais possuindopropriedades de tamponamento podem ser incorporados nas partículas es-féricas, as quais podem prevenir ou atrasar super-acidificação de um meiode cultura de célula por produtos de metabolismo excretados. Tais partícu-las podem também incluir aditivos funcionais magnéticos ou cargas, osquais podem facilitar a separação das partículas de suporte de cultura decélula magnéticas do meio de cultura através de exposição da cultura a umímã ou eletroímã.

Partículas de termocura produzidas de acordo com a presenteinvenção podem ser contactadas, incubadas, impregnadas, revestidas ouinfiltradas com um ou mais agentes os quais podem incluir, por exemplo,agentes terapeuticamente ativos, agentes biologicamente ativos, agentes dediagnóstico, enzimas, organismos vivos tais como células ou microorganis-mos, ou combinações destes. Tais partículas podem ser usadas, por exem-plo, como um suporte para cultura de células e/ou tecido biológico in vivo ouin vitro, ou como uma sustentação para engenharia de tecido, por exemplo,em um organismo vivo ou em um biorreator. Partículas de termocura trata-das com tais agentes podem ser usadas, por exemplo, para produzir umefeito terapêutico direto ou indireto, ou para propósitos de diagnósticos dire-tos ou indiretos, ou combinações destes.

A invenção é agora também descrita pelos seguintes exemplosnão limitantes.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Um meio de suspensão líquido foi preparado através de combi-nação de 500 g de água desionizada, 25 g de uma solução de álcool de po-livinila aquosa a 5% em peso e 12,5 g de uma solução de metilcelulose a-quosa a 2,5% em peso em um béquer de 2000 ml. A suspensão foi aqueci-da a 35°C e misturada continuamente em 600 rpm. 150 g de um Epóxi-Novolac comercialmente disponível (DEN 438, Dow Chemical) foram fundi-dos em cerca de 80°C e misturados até o homogêneo. A fusão foi em se-guida lentamente adicionada ao meio de suspensão enquanto agitando con-tinuamente para formar uma mistura de reação.

Depois que a adição do Epóxi-Novolac foi concluída, a tempera-tura da mistura de reação foi elevada a cerca de 80°C, e 7,5 g de uma solu-ção de reticulador compreendendo 20% em peso de fenilendiamina e 20%em peso de etilendiamina em 50% em peso de dietilamina e 10% em pesode xilol foram subseqüentemente adicionados. Depois de cerca de 1 hora deagitação em temperatura constante, gotas de polímero amareladas foramobservadas na suspensão misturada. Depois de 15 horas de agitação, omaterial polimerizado resultante foi filtrado, lavado com água, filtrado de no-vo e secado. O material polimerizado tinha uma forma de partículas esféri-cas polimerizadas amareladas. Em seguida partículas foram classificadasusando técnicas de análise e a seguinte distribuição dos tamanhos de partí-cula foi observada: peso total de partícula possuindo um tamanho > 2000μm: 7,61 g; tamanhos de partícula > 1120 μm: 9,3 g; tamanhos de partícula> 850 μm: 13,49 g; tamanhos de partícula > 425 μm: 13,7 g; tamanhos departícula > 300 μm: 8,2 g; tamanhos de partícula >212 μm: 6,4 g; tamanhosde partícula > 100 μm: 1,7 g. O rendimento total de material polimerizadocom base na quantidade de Epóxi-Novolac usada foi cerca de 35% empeso.

Este procedimento exemplar foi repetido 10 vezes, rendendovalores médios para frações de tamanho de partícula mostradas na Tabela1. As partículas foram aquecidas em um forno convexão convencional auma temperatura de cerca de 300°C. As partículas esféricas reteram suaforma e nenhuma sinterização foi observada, que possa indicar que reticula-ção e/ou cura da resina de termocura foi concluída.

Tabela 1

<table>table see original document page 42</column></row><table>Exemplo 2

Partículas de termocura foram preparadas de acordo com o pro-cedimento descrito no Exemplo 1, usando 15 g da solução de reticulador. ATabela 2 mostra o tamanho médio de distribuição de partícula obtido de 10bateladas de partículas.

As partículas esféricas eram dimensionamente estáveis quandoaquecidas a uma temperatura de cerca de 300°C e nenhuma sinterização foiobservada, que possa indicar que a reticulação/cura da resina de termocurafoi concluída.

Tabela 2

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Exemplo 3

Um meio de suspensão líquido foi preparado de acordo com atécnica descrita nos Exemplos 1 e 2. 150 g de um Epóxi-Novolac comerci-almente disponível (DEN 438, Dow Chemical) foram fundidos em uma tem-peratura de cerca de 80°C e misturados até que o líquido estivesse homo-gêneo. 7,5 g da solução de reticulador descrita no Exemplo 1 foram adicio-nados à resina de termocura fundida e misturadas durante cerca de 10 mi-nutos em temperatura constante. A mistura de fusão/reticulador foi em se-guida adicionada ao meio de suspensão sob agitação contínua e a tempera-tura foi elevada a cerca de 80°C.

Depois de cerca de 35 minutos, gotas de polímero amareladasforam observadas na suspensão misturada. A reação foi parada depois de15 horas e o material polimerizado resultante foi filtrado, lavado com água,filtrado de novo e secado. Esferas de polímero de cor laranja foram obser-vadas, e estas partículas foram classificadas usando técnicas de análise.Este procedimento foi desempenhado 8 vezes, e a distribuição de tamanhode partícula observada é mostrada na Tabela 3. As esferas de polímerosforam dimensionamente estáveis e nenhuma sinterização foi observadaquando elas foram aquecidas a cerca de 300°C.

Tabela 3

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Exemplo 4

O procedimento descrito no Exemplo 3 foi repetido usando 10 gda solução de reticulador. A Tabela 4 abaixo mostra a distribuição de tama-nho de partícula média observada das 8 bateladas desta forma produzidas.Tabela 4

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Exemplo 5

130 g de um Epóxi-Novolac comercialmente disponível (DEN438, Dow Chemical) foram fundidos em uma temperatura de cerca de 80°Ce misturados até que o líquido fosse homogêneo. 20 g de caulim (AmberKaolinwerke Eduard Kick GmbH & co. KG) foram adicionados à fusão e mis-turados durante 1 hora. A fusão contendo caulim foi em seguida adicionadaao meio de suspensão líquido descrito no Exemplo 1 enquanto sendo mistu-rada. A mistura de reação foi aquecida a uma temperatura de cerca de80°C, e 7,5 g da solução de reticulador descrita no Exemplo 1 foram adicio-nados. Depois de cerca de 1 hora, gotas de polímero levemente amarelasforam observadas. A reação foi concluída depois de 15 horas de agitação e omaterial polimerizado foi filtrado, lavado com água, filtrado de novo e secado.

O produto resultante tinha uma forma de esferas poliméricaslevemente amarelas. 10 g do produto foram em seguida carbonizados emuma fornalha de tubo convencional em uma atmosfera de nitrogênio usandouma taxa de rampa de aquecimento de 5 K/min, até uma temperatura de400°C seguido por um tempo de manutenção de 30 minutos. A superfície deuma esfera de polímero foi em seguida analisada usando análise de raio Xdispersivo de energia (EDX). A composição observada usando esta técnicaé mostrada na Tabela 5.

Tabela 5

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Exemplo 6

Para aumentar a proporção mineral de partículas de polímerocarbonizadas produzidas de acordo com uma modalidade exemplar da pre-sente invenção, o procedimento descrito no Exemplo 5 foi repetido, adicio-nando 7,5 g da solução de reticulador diretamente à mistura de fusão deEpóxi-Novolac/caulim e agitando durante 10 minutos antes de adição destamistura de polímero, caulim e reticulador ao meio de suspensão líquido. De-pois de cerca de 40 minutos, gotas de polímero levemente amarelas foramobservadas. A reação foi concluída depois de 15 horas e o produto polimeri-zado foi filtrado, lavado em água, filtrado de novo e secado. As partículastermocuráveis desta forma obtidas tinham uma forma de partículas esféricaspolimerizadas levemente amarelas. 10 g das partículas foram carbonizadosem uma fornalha de tubo sob uma atmosfera de nitrogênio usando uma taxade rampa de aquecimento de 5 K/min, até uma temperatura máxima de400°C, seguida por um tempo de manutenção de 30 minutos nesta tempera-tura. A composição das partículas foi caracterizada usando técnicas deEDX. A composição observada das partículas é mostrada na Tabela 6.

Tabela 6

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Exemplo 7

Para produzir partículas ocas de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção, 128,55 g de um Epóxi-Nonolac comercial-mente disponível (DEN 438, Dow Chemical) foi fundido em 80°C e mistura-do até que o líquido fosse homogêneo. 21,45 g de caulim (Amberger Kao-Iinwerke Eduard Kick GmbH & Co. KG) foram adicionados à fusão e mistu-rados durante 1 hora adicional. A fusão contendo caulim foi subseqüente-mente combinada sob agitação com 6,43 g da solução de reticulador descri-ta no Exemplo 1. Depois de cerca de 10 minutos de agitação, esta misturafoi adicionada ao meio de suspensão descrito no Exemplo 1 para formaruma mistura de reação. A temperatura da mistura de reação foi elevada acerca de 80°C, e gotas de polímero rosadas foram observadas depois de 1hora na suspensão misturada. A reação foi concluída depois de 15 horas e oproduto obtido foi filtrado, lavado com água, filtrado de novo e secado.

As partículas polimerizadas resultantes foram pirolizadas emuma fornalha de câmara commercial sob uma atmosfera de nitrogênio. Umaimagem de microscopia de elétron de varredura (SEM) exemplar de umaparte da fração peneirada de 425 a 800 μιη de partículas é mostrada na Fi-gura 1. A Figura 2 é uma imagem de SEM ampliada exemplar de uma talpartícula esférica possuindo um defeito de parede artificialmente produzidoque mostra a forma vazia da partícula.Exemplo 8

Para produzir partículas com base em carbono porosas de acor-do com uma modalidade exemplar adicional da presente invenção, 140 g deEpóxi- Novolac foram fundidos em uma temperatura de cerca de 80°C emisturados até que o líquido fosse homogêneo. 10 g de caulim, 10 g de po-lietilenóxido (MW 100000, Sigma-AIdrich) e 10 g de parafina (ponto de fusãode 55 a 65°C, Sigma-AIdrich) foram adicionados à fusão e misturados du-rante 1 hora. Subseqüentemente, 10 g da solução de reticulador descrita noExemplo 1 foram adicionados e a mistura de fusão resultante foi misturadadurante 10 minutos. A mistura de fusão foi em seguida adicionada ao meiode suspensão descrito no Exemplo 1. A temperatura da mistura de reaçãofoi elevada a cerca de 80°C, e gotas de polímero de cor marrom escuro fo-ram observadas na suspensão misturada depois de cerca de 1 hora. A rea-ção foi concluída depois de cerca de 15 horas e o produto polimerizado foifiltrado, lavado com água, filtrado de novo e secado.

As partículas esféricas resultantes foram carbonizadas em umatemperatura de cerca de 600°C em uma fornalha de câmara convencionalsob uma atmosfera de nitrogênio. A Figura 3 mostra uma imagem de SEMexemplar de uma superfície de corte transversal de uma partícula exibindouma estrutura porosa, com um tamanho poroso médio de cerca de 5 a 10 pm.Exemplo 9

Para produzir partículas com base em carbono porosas impreg-nadas com óxido de titânio de acordo com uma ainda modalidade exemplaradicional da presente invenção, 140 g de um Epóxi-Novolac comercialmentedisponível (DEN 438, Dow Chemicals) foram fundidos em uma temperaturade cerca de 80°C e misturados até que a fusão fosse homogênea. 10 g dedióxido de titânio (Aeroxide P25, Degussa AG), 10 g de polietilenóxido (MW100000 Sigma-AIdrich) e 10 g de parafina (ponto de fusão 55 a 65°C, Sig-ma-Aldrich) foram adicionados a esta fusão, e a mistura de fusão resultantefoi misturada durante uma hora adicional. 10 g da solução de reticuladordescrita no Exemplo 1 fòi em seguida adicionada à mistura de fusão, que foimisturada durante um adicional de 10 minutos. A mistura de fusão foi emseguida adicionada ao meio de suspensão descrito no Exemplo 1. A tempe-ratura foi elevada a cerca de 80°C e depois de cerca de 1 hora, gotas depolímero amareladas foram observadas. A reação foi concluída depois de15 horas e o produto polimerizado resultante foi filtrado, lavado com água,filtrado de novo e secado.

O produto resultante, possuindo uma forma de esferas de ter-mocura, foi pirolizado em uma temperatura de cerca de 600°C em uma at-mosfera de nitrogênio em uma fornalha de câmara convencional. A Figura 4mostra uma imagem de SEM exemplar de uma partícula esférica cortadaproduzida usando o procedimento descrito no presente exemplo. A partículaesférica possui uma estrutura porosa que inclui macroporos visíveis de cer-ca de 100 pm de tamanho e microporos pequenos.

Exemplo 10

As partículas produzidas de acordo com o procedimento exem-plar descrito no Exemplo 9, tomadas de uma fração de análise abaixo de<425 pm, foram tratadas em 400°C em uma atmosfera de dióxido de carbo-no durante 30 minutos. O volume de poro das partículas foi determinadousando técnicas de absorção. As partículas de amostra foram preparadasdurante 4 horas em 250°C a vácuo e em seguida a medição de absorção foidesempenhada usando dióxido de carbono em uma temperatura de 273Kelvin em um instrumento Quantachrome Nova. Uma curva isoterma de 65pontos foi registrada para cada amostra analisada, e microporos podem serdetectados em cada amostra. Análise dos dados de medição foi desempe-nhada usando uma simulação de GCMC (Grand Canonical Monte Cario).Esta técnica de absorção pode ser usada com diâmetros de poro entre cer-ca de 0,35 e 1,5 nm.

A Figura 5 mostra um gráfico exemplar 500 de uma distribuiçãode volume de poro obtida usando a técnica de absorção descrita aqui. Medi-ções mostradas na Figura 5 incluem dados para duas amostras, D5-3 510 eD1 1-5 520. As amostras analisadas exibiram características típicas de ummaterial de peneira molecular.

Exemplo 11

Partículas esféricas com base em carbono porosas obtidas u-sando as técnicas descritas no Exemplo 8 foram completamente estimula-das com uma mistura de etanol-água (50%/50% de v/v) e em seguida auto-clavadas. Bateladas triplas, cada uma contendo 2 ml de partículas e 3 ml demeio de cultura, foram fornecidas em placas de 6 cavidades comerciais.Uma linhagem de célula de COS-7 (Cambrex) foi usada com um meio decultura de DMEM comercialmente disponível com 10%FCS e 1%P/S (Cam-brex), e uma linhagem de célula de CHO-KI (Cambrex) foram usados comum meio de cultura contendo Ham's F12 com 10FCS e 1%P/S (Cambrex).Grupo de três controles foi também cultivado em placas de 6 cavidades (ca-da uma possuindo 2 ml de volume de microportador e 3 ml de volume decultura) com microportadores comerciais cytopore, cytodex 1 e cytodex 2(Amersham), biosilon (Nunc) e cultisphere (Percell Biolytica).

As bateladas foram semeadas com 1x105 células (absoluto) emcada cavidade e incubadas durante 30 minutos em 37,5°C em uma incuba-dora sob CO2 a 5%. Depois de 30 minutos o sobrenadante foi removido dascavidades e a partícula ou portadores, respectivamente, foram cuidadosa-mente transferidos em novas placas de 6 cavidades. As células foram emseguida removidas dos portadores usando 1 ml de tripsina-EDTA.

Depois de 2 minutos, remoção das células foi concluída com 1ml de cada meio. As células foram completamente re-suspensas com umapipeta e uma alíquota de 200 μΙ foi tomada de cada amostra. A alíquota foitransferida em 10 ml de CasyTon e o número de célula foi determinado u-sando um contador de célula CASY (Schárfe Systems). Culturas desenvol-vidas com as partículas de termocura com base em carbono possuindo umaproporção mineral exibiram o número de célula mais elevado. O experimen-to foi repetido três vezes. A Tabela 7 mostra os números de célula observa-dos para cada partícula ou volume de microportador.

Tabela 7

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Exemplo 12

2 mg de partículas porosas produzidas de acordo com a técnicaexemplar descrita no Exemplo 8, tomados da fração de peneira entre 45 μιτιe 125 pm, foram impregnados com uma solução de Paclitaxel (Ptx) etanóli-co. Inicialmente, Paclitaxel radioativamente rotulado (14C-Ptc) (Paclitaxel-[2-benzoil anel-UL-14C]; Lot 043K9418/19; Sigma Chemicals, Alemanha) foimisturado com Paclitaxel não rotulado (Ptx) (Paclitaxel semisintético; Lot062KI 767 Sigma Chemicals, Alemanha) em uma relação de 1:150 em umasolução contendo 96% de etanol em volume (Riedel-de-Haen, Alemanha)para formar uma solução de fármaco. 50 μl desta solução foram adicionadosàs partículas, de modo que a superfície de partícula total foi umedecida comsolução de fármaco.

Depois que as partículas foram secadas durante 3 dias, elasforam superestendidas em camadas em vasos de vidro com 2 ml ou 5 ml deum tampão de fosfato isotônico (0,05M de PBS, pH 7,4 ajustado com HCI a2M; 2,092 g de Na2HP04-2H20; 0,6555 g de NaH2P04-H20; NaCI de 8,5g e 1000 ml em água destilada; Fluka, Alemanha). As partículas impregna-das foram armazenadas em uma incubadora em 37°C. Em intervalos detempo regulares, o tampão foi removido e 1 ml do sobrenadante foi mistura-do com 5 ml de um coquetel de cintilação (Ultima GoIdO LS Cocktail, Pac-kard BioScience, Holanda), e o meio residual foi descartado. A quantidadede 14C-Ptx liberada foi determinada usando uma técnica de contagem decintilação líquida (LSC) (Tri-Carb 2100TR, Packard BioScience, Alemanha),e extrapolada à quantidade total de Ptx usada. As amostras foram medidasdurante um período de medição de 20 minutos.

A Figura 6 mostra um gráfico 600 da taxa de liberação de Pacli-taxel observada usando a técnica descrita aqui para amostras usando 2 mlde tampão 610 e 5 ml de tampão 620. Os dados mostrados na Figura 6 in-dicam que o Paclitaxel é liberado continuamente e lentamente das partículasde portador.

Os antecedentes meramente ilustram os princípios da invenção.Várias modificações e alterações às modalidades descritas serão aparentesàqueles versados na técnica em vista das instruções neste. Desta formaserá apreciado que aqueles versados na técnica serão capazes de planejarnumerosos sistemas, arranjos e métodos os quais, ainda que não explicita-mente mostrados ou descritos aqui, expressam os princípios da invenção eestão desta forma dentro do espírito e escopo da presente invenção. Alémdisso, todas as publicações, patentes e pedidos de patente referenciadosaqui, ao nível aplicável, são incorporados aqui por meio de referência emsuas totalidades.

Claims (35)

1. Método para fabricação de um material de termocura, com-preendendo: fornecimento de uma mistura de reação compreendendo pelomenos uma resina de termocura, pelo menos um reticulador, pelo menosum agente tensoativo, e pelo menos um solvente; e reticulação substanci-almente e completamente a pelo menos uma resina de termocura para obterum material de termocura.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, também compreen-dendo, depois de reticulação, pelo menos uma resina de termocura, pelomenos parcialmente removendo o solvente da mistura de reação.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, também com-preendendo pelo menos um de pulverização ou eletrocentrifugação da mis-tura de reação, em que o material de termocura possui uma forma de umafibra.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, em que a mistura de reação é fornecida por: mistura de pelo menos umreticulador com pelo menos uma resina de termocura para formar uma mis-tura de resina; e adição da mistura de resina a uma mistura de solventecompreendendo pelo menos um solvente e pelo menos um agente tensoati-vo.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, em que a mistura de reação é fornecida através da adição de pelo menosum reticulador a uma mistura particular compreendendo pelo menos umaresina de termocura.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, em que a mistura de reação é fornecida através da adição de pelo menosuma resina de termocura a uma mistura particular compreendendo pelo me-nos um solvente e pelo menos um agente tensoativo, em que a resina pos-sui uma forma de um líquido.

7. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a mis-tura de reação é fornecida por pelo menos um dentre derramamento, pulve-rização ou eletrocentrifugação de pelo menos uma resina de termocura emuma mistura particular compreendendo pelo menos um solvente e pelo me-nos um agente tensoativo.

8. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a mis-tura de reação é fornecida por: fusão de pelo menos uma resina de termo-cura; adição de pelo menos um reticulador a pelo menos uma resina de ter-mocura para fornecer uma mistura parcialmente reticulada de resina; e adi-ção da mistura parcialmente reticulada de resina a pelo menos um solventee pelo menos um agente tensoativo.

9. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o for-necimento da mistura de reação compreende: fusão de pelo menos umaresina de termocura; adição de pelo menos uma resina de termocura a umamistura de solvente compreendendo pelo menos um solvente e pelo menosum agente ativo de superfície para fornecer uma mistura particular; e adiçãodo pelo menos um reticulador à mistura particular.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-9, em que a mistura de reação compreende pelo menos uma dentre umadispersão, uma suspensão ou uma emulsão.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-10, em que pelo menos uma resina de termocura é reticulada usando pelomenos uma dentre uma reação de policondensação ou uma reação de poli-adição.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-11, em que pelo menos um agente tensoativo compreende pelo menos umdentre um tensoativo, um emulsificante, ou um dispersante.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-12, em que a mistura de reação também compreende pelo menos um modi-ficador de reologia.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-13, também compreendendo adição de um aditivo funcional a pelo menosuma resina de termocura ou uma mistura de reação.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, em que o aditivofuncional compreende pelo menos um dentre um catalisador, um plastifican-te, um lubrificante, um resistente à chama, um vidro, uma fibra de vidro, umafibra de carbono, algodão, um tecido, um pó de metal, um composto de me-tal, silício, oxido de silício, um zeólito, oxido de titânio, óxido de zircônio, oxi-do de alumínio, silicato de alumínio, talco, grafite, suavizante, um filosilicato,argila, um mineral, um sal, um polímero ou um solvente.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-15, em que a etapa de reticulação compreende adição de um iniciador àmistura de reação.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-16, em que a etapa de reticulação compreende exposição da mistura dereação a pelo menos um dentre um aquecimento ou uma radiação.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, em que a radia-ção é pelo menos um de uma radiação ultravioleta, uma radiação infraver-melha, uma luz visível ou uma radiação gama.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-18, também compreendendo aquecimento da mistura de reação a uma tem-peratura entre cerca de 20°C e cerca de 200°C, de preferência até cerca de-150°C, ou entre cerca de 80°C a cerca de 150°C.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a19, em que o material de termocura possui uma forma de uma partícula a-proximadamente esférica.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, em que a partícu-la aproximadamente esférica é pelo menos uma dentre porosa ou substan-cialmente oca.

22. Método de acordo com a reivindicação 20, em que a partícu-la aproximadamente esférica é pelo menos uma de contactada, incubada,impregnada, revestida ou infiltrada com pelo menos um de um agente tera-peuticamente ativo, um agente biologicamente ativo, um agente de diagnós-tico, uma enzima ou um organismo vivo.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a-22, em que a remoção do solvente compreende pelo menos um de filtra-gem, decantação ou evaporação da mistura de reação.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, também compreendendo secagem do material de termocura.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, em que o materi-al de termocura é secado sob pelo menos um de uma pressão reduzida ouum vácuo.

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, também compreendendo pelo menos um de carbonização ou sinteriza-ção do material de termocura.

27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, em que pelo menos uma resina de termocura inclui pelo menos um den-tre monômeros, dímeros, oligômeros ou pré-polímeros não curados ou par-cialmente curados de resinas modificadas ou não modificadas naturais ousintéticas; resinas fenólicas, resinas de fenol-aldeído, novolacs, novolacs deepóxi, resóis, resitóis, fenol-novolac, xileno-novolac, cresol-novolac; resinasde epóxi; resinas alquídicas; polialilas, resinas de dialiIftalato, resinas de tria-lilcianurato; resinas de poliéster insaturado; resinas de amino, resinas deuréia, resinas de uréia- formaldeído; resinas de melamina, resinas de for-maldeído de fenol de melamina; poliuretano; resinas de silicone; resinas deepóxi halogenadas; éteres de glicidila de fenóis poliídricos, diglicidiléter debisfenol A, glicidiléteres de resinas de fenol-formaldeído e diglicidiléter deresorcinol.

28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 27,em que pelo menos um reticulador inclui pelo menos um dentre um alde-ído, uma cetona, um ácido, um anidrido ácido, uma base, uma amina alifáti-ca ou aromática polifuncional, diamina de fenila, diamina de etila, tetraaminade hexametileno; um álcool polifuncional, um silano, ou um isocianato.

29. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 20a 28, em que as partículas esféricas possuem um tamanho de partícula mé-dio de 10 nm a 1.000 μm, de preferência de 10 nm a 300 pm, mais preferi-velmente de 10 nm a 50 pm.

30. Partícula com base em termocura ou com base em carbonosubstancialmente esférica produzível por um método tal como definido em

31. Partícula de acordo com a reivindicação 30, compreendendopelo menos um agente, selecionado de agentes terapeuticamente ativos,agentes biologicamente ativos, agentes para propósitos de diagnósticos,catalisadores, enzimas, ou organismos vivos, de preferência células ou mi-croorganismos, ou quaisquer combinações destes.

32. Uso de uma partícula como definido em qualquer uma dasreivindicações 30 ou 31, como um suporte para a cultura de células e/outecido in vivo ou in vitro.

33. Uso de uma partícula como definido em qualquer uma dasreivindicações 30 ou 31, como uma sustentação para engenharia de tecido,opcionalmente em um organismo vivo ou em um biorreator.

34. Uso de uma partícula como definido em qualquer uma dasreivindicações 30 ou 31, para a preparação de um medicamento ou implanteproduzindo um efeito terapêutico direto ou indireto em um mamífero, ousendo adequado para os propósitos de diagnósticos diretos ou indiretos, ouquaisquer combinações destes.

35. Uso de uma partícula como definido em qualquer uma dasreivindicações 30 ou 31, como um suporte de catalisador.