PL110611B1 - Method of manufacturing spherical microparticles - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia dokladnie kulistych mikroczastek o srednicy 0,5—1000 ^im z materialów organicznych i nieorga¬ nicznych, zwlaszcza polimerów. Mikroczastki sto¬ suje sie korzystnie jako wypelnienie kolumn chro¬ matograficznych, w urzadzeniach absorpcyjnych i jako nosnik katalizatorów itp.Znane sposoby przygotowania kulistych czastek polimerów polegaja z reguly na polimeryzacji mo¬ nomeru zdyspergowanego w niskoczasteczkowej nie mieszajacej sie z nim substancji. Dla monomerów niepolarnych lub malo polarnych takich jak styren, metakrylan metylu itp. stosuje sie wode jako sro¬ dek dyspergujacy.Natomiast w przypadku uzycia polarnych mono¬ merów, takich jak akryloamid, metakrylan 2-hydro- ksyetylu, kwas krzemowy itp. stosuje sie jako osrodki dyspergujace niepolarne rozpuszczalniki organiczne np. alkany, czterochlorek wegla itp.W celu uzyskania zadanych wymiarów kulistych mikroczastek i zapobiezenia ich sklejaniu szarze polimeryzacyjne zawieraja dodatki substancji po¬ wierzchniowo czynnych, a uklad polimeryzacyjny poddaje sie intensywnemu mieszaniu. Konstrukcja odpowiedniego reaktora, a czesto i oddzielanie sub¬ stancji powierzchniowo czynnych od produktu sa kosztowne wzglednie czasochlonne. Ponadto inten¬ sywne mieszanie powoduje czesto deformacje cza¬ stek, zwlaszcza wiekszych. Im mniejsze sa otrzy¬ mywane czastki tym wyzsze jest wymaganie odnos- 10 15 20 30 nie procesu dyspergowania monomeru w srodku dyspergujacym.Sposób wedlug wynalazku eliminuje wyzej po¬ dane wady stanu techniki i umozliwia otrzymanie kulistych mikroczastek o srednicy 0,5—1000 [Jim z materialów organicznych i nieorganicznych zwlasz¬ cza polimerów. Istota wynalazku ujeta jest w za¬ strzezeniach patentowych.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze mo¬ nomer lub roztwór monomeru w odpowiednim roz¬ puszczalniku dysperguje sie w makromolekularnym osrodku dyspergujacym. Monomer wzglednie roz¬ twór monomeru moga zawierac wlasny polimer lub inny polimer, który nie jest identyczny z polimerem zawartym w osrodku dyspergujacym.Wieloczasteczkowy osrodek dyspergujacy typu po¬ limeru moga stanowic korzystne homopolimery np. polietery, poliestry, polimery winylowe, posilo- ksany, epoksydy, poliolefiny, polidiany, poliamidy, poliuretany itp. ponadto odpowiednie ciekle w wa¬ runkach dyspergowania, kopolimery dwu- i wie¬ loskladnikowe, terpolimery i mieszaniny polimerów oraz roztwory wieloczasteczkowych substancji w odpowiednich rozpuszczalnikach. Decydujacymi pa¬ rametrami odpowiedniego osrodka dyspergujacego sa: lepkosc, polarnosc, ciezar czasteczkowy. Lepkosc wieloczasteczkowego osrodka dyspergujacego wy¬ nosi 1 • 10-3—3 • 101 Pa. i zalezy od skladu che¬ micznego, ciezaru czasteczkowego polimeru, tem¬ peratury i przypadku gdy osrodek dyspergujacy 110 611110611 stanowi roztwór polimeru równiez od uzytego roz¬ puszczalnika i stezenia polimeru.Polarnosc osrodka dyspergujacego zalezy od che¬ micznego skladu polimeru wzglednie rozpuszczal¬ nika, a w przypadku stosowania oligomerów rów¬ niez od ich ciezaru czasteczkowego. Ciezar czastecz¬ kowy polimeru tworzacego wielkoczasteczkowy osrodek dyspergujacy wplywa na lepkosc i czescio¬ wo polarnosc tego polimeru oraz zgodnosc z mono¬ merami wzglednie roztworem monomeru z których powstaja mikroczastki.Ciezar czasteczkowy wielkoczasteczkowego osrod¬ ka dyspergujacego waha sie od kilkuset (polarne oligomery) do setek tysiecy (niepolarne polimery), a nawet ciej^^ ciaSESczkowy moze wynosic kilka miU&ibw V'£rzy£allkli stosowania roztworów po¬ limerów jako osrodkó^ dyspergujacych.W zaleznosci od lepkosci i polarnosci wielkocza¬ steczkowego osrodka dyspergujacego i monomeru mozna otrzymac trwale zawiesiny w czasie potrzeb¬ nym do przeprowadzenia polimeryzacji w wybra¬ nych warunkach. Potrzebny czas polimeryzacji wynosi od kilku sekund do kilku miesiecy. Poli¬ meryzacja przebiega w spokojnych warunkach, co przyczynia sie do utworzenia doskonale kulistej postaci czastek.Wielkosc tworzacych sie mikroczastek zalezy od polarnosci lepkosci i ciezaru czasteczkowego poli¬ merów tworzacych osrodek dyspergujacy jak rów¬ nie! od sposobu pierwotnego dyspergowania mono¬ meru tó jest od intensywnosci jj^ nie wsMasSniari':'B^o^ra^i^'- rb&Sl^^li: niezgodnosci polimerów.Sposób wedlug wynalazku objasniaja podane przyklady; Przyklad I. Miesza sie 10 g swiezo destylo¬ wanego styrenu z 100 g polidwumetylosiloksahu o srednim ciezarze czasteczkowym 16 • 10*. Powstaly klarowny roztwór pozostawia sie w spokoju w tem¬ peraturze pokojowej wynoszacej 22—24°C. Po 7 dniach ogrzewa sie metny osrodek dyspersyjny za¬ wierajacy kuliste mikroczastki o srednicy 0,5—10 pm przez 24 godziny do temperatury 50*C. Po ochlo¬ dzeniu rozciencza sie 250 cm* benzyny, czastki osa¬ dza sie, ciecz zlewa sie, produkt przemywa sie 1 raz benzyna i nastepnie saczy. Polimetylosiloksan oraz benzyne regeneruje sie przez oddzielenie i prosta destylacje.Przyklad II. W 10 g destylowanego styrenu rozpuszcza sie 0,1 g polistyrenu (sredni ciezar cza¬ steczkowy 2,5 • 10*). Roztwór wytrzasa sie intensyw¬ nie z 100 g oleju polipropylenowego o srednim cie¬ zarze czasteczkowym 1 • 10*. Metny osrodek dys¬ persyjny zawiera dokladnie kuliste mikroczastki o srednicy 50 [im. Polimeryzuje sie przez 48 godzin w temperaturze 70*C. Po ochlodzeniu rozciencza sie benzyna i oddziela sie czastki wedlug przykladu 1.Przyklad III. W 10 g destylowanego meta- krylanu metylu rozpuszcza sie 0,1 g polistyrenu o srednim ciezarze czasteczkowym 2,5 ? 10*. Dodaje sie 26 mg oczyszczonego nadtlenku benzoilu i po jego rozpuszczeniu jeszcze 10 mg dwumetyloani- liny. Takotrzymany roztwór bezposrednio wytrzasa sie- Intensywnie z 100 g polidwumetylosiloksanu o srednim ciezarze czasteczkowym 16 • 10*. Metny osrodek polimeryzacyjny zawiera dokladnie kuliste mikroczastki polimetakrylanu metylu o srednicy 1—50 \im. Po jednej godzinie skonczy sie polimery¬ zacje w temperaturze 25°C i nastepnie oddziela sie 5 czastki w sposób podany w przykladzie I.Przyklad IV. Miesza sie 5 g destylowanego styrenu z 5 g oczyszczonego dwuwfnylobenzenu (znana mieszanina dwuwinylobenzenu, -styrenu i etylobenzenu) i w tej mieszaninie rozpuszcza io sie .-.0,1 g polistyrenu o srednim ciezarze czastecz¬ kowym 2,5 • 10*. Dodaje sie 2 g dodekanu i 25 mg oczyszczonego nadtlenku benzoilu i roztwór wy¬ trzasa sie intensywnie z 100 g polidwumetylosilo¬ ksanu o srednim ciezarze czasteczkowym 16 • 10*. 15 Do metnego osrodka polimeryzacyjnego zawiera¬ jacego kuliste mikroczasteczki o srednicy 1—40 i^m dodaje sie 0,1 g dwumetyloaniliny i wytrzasa sie po¬ nownie. Po jednej godzinie oddziela sie wedlug przykladu I spolimeryzowane czastki i nastepnie .20 przemywa sie czterówodorofuranem.Przyklad V. Rozpuszcza sie 1 g akryloamidu w 10 g wody. Do roztworu dodaje,sie 0,2% wago¬ wych nadsiarczanu sodu, nastepnie wytrzasa sie z 100 g propoksylowanego trójmetylólopropanu o 15 srednim ciezarze czasteczkowym 5 • 10*. Powstaje zawiesina, której kuliste mikroczastki maja sred¬ nice 1—10a jun. Polimeryzacja trwa 2 godziny w temperaturze 60°C. Czastki wydziela sie z ukladu w sposób podany w przykladzie I. 30 Przyklad VI. W mieszaninie 5 g oczyszczo¬ nego styrenu i 5 g- pczyszezonago dwuwinylóbenze- nuito^ cieza¬ rze czasteczkowym 2,5 • 10*. W tym roztworze roz¬ puszcza sie 25 mg oczyszczonego nadtlenku dwu- 35 benzoilu. Tak otrzymana mieszanine wytrzasa sie intensywnie z 100 g roztworu w toluenie 10 g poli- metylometakrylanu metylu (sredni ciezar czastecz¬ kowy 6 • 10*) i 0,1 g dwumetyloaniliny. Metny osro¬ dek polimeryzacyjny zawierajacy kuliste mikro- 40 czastki (srednica 2—100 \im) po jednogodzinnej poli¬ meryzacji w temperaturze 25°C rozciencza sie w 250 cm* toluenu. Czastki pozostawia sie do sedy¬ mentacji, po czym dekantuje jeden raz toluenem.Przyklad VII. Do 100 cm* roztworu 40 czesci 45 Objetosciowych szkla wodnego (38°Be) i 60 czesci wody dodaje sie 50 cm* 4% kwasu siarkowego. Po wymieszaniu roztwór wytrzasa sie natychmiast z 1300 cm* polidwumetylosiloksanu (sredni ciezar czasteczkowy 10') i tak otrzymana zawiesine po- 80 zostawia sie na jedna godzine. Osrodek polimery¬ zacyjny rozciencza sie 2500 cm* benzyny a powstale kuleczki hydrozelu kwasu krzemowego przemywa sie najpierw benzyna w celu calkowitego usuniecia polidwumetylosiloksanu i po czym wode dla usu- 35 niecia rozpuszczalnych soli sodowych i nastepnie osusza.Otrzymane sposobem wedlug wynalazku kuliste mikroczastki stosuje sie jako wypelnianie kolumn chromatograficznych w urzadzeniach absorpcyj- «o nych i Jako nosnik dla katalizatorów.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kulistych mikroczastek 36 o srednicy 0,5—1000 jim, z organicznych i nieorga-110 611 nicznych materialów typu polimerów, znamienny tym, ze wytwarza sie zawiesine monomeru lub mie¬ szaniny monomerów albo roztworu polimeru w mo¬ nomerze lub w mieszaninie monomerów i poddaje sterowanej polimeryzacji w wielkoczasteczkowym osrodku dyspergujacym, przy czym polimery two¬ rzace wielkoczasteczkowy osrodek dyspergujacy sa niezdolne do mieszania sie z polimerem powsta¬ jacym w wyniku polimeryzacji monomeru lub mie¬ szaniny monomerów, a lepkosc wielkoczasteczko- 6 wego osrodka dyspergujacego wynosi 1X10"3 do 3X10! Pa.s. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wielkoczasteczkowy osrodek dyspergujacy 5 wprowadza sie homopolimery, korzystnie polietery, poliestry, polimery winylowe, polisiloksany, epok¬ sydy, poliolefiny, polidiany, poliamidy, poliuretany i odpowiednie ciekle w warunkach dyspergowania dwu- lub wieloskladnikowe kopolimery lub roz- *o twory wielkoczasteczkowych substancji w rozpusz¬ czalniku o stezeniu powyzej 0,3% wagowych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kulistych mikroczastek 36 o srednicy 0,5—1000 jim, z organicznych i nieorga-110 611 nicznych materialów typu polimerów, znamienny tym, ze wytwarza sie zawiesine monomeru lub mie¬ szaniny monomerów albo roztworu polimeru w mo¬ nomerze lub w mieszaninie monomerów i poddaje sterowanej polimeryzacji w wielkoczasteczkowym osrodku dyspergujacym, przy czym polimery two¬ rzace wielkoczasteczkowy osrodek dyspergujacy sa niezdolne do mieszania sie z polimerem powsta¬ jacym w wyniku polimeryzacji monomeru lub mie¬ szaniny monomerów, a lepkosc wielkoczasteczko- 6 wego osrodka dyspergujacego wynosi 1X10"3 do 3X10! Pa.s.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wielkoczasteczkowy osrodek dyspergujacy 5 wprowadza sie homopolimery, korzystnie polietery, poliestry, polimery winylowe, polisiloksany, epok¬ sydy, poliolefiny, polidiany, poliamidy, poliuretany i odpowiednie ciekle w warunkach dyspergowania dwu- lub wieloskladnikowe kopolimery lub roz- *o twory wielkoczasteczkowych substancji w rozpusz¬ czalniku o stezeniu powyzej 0,3% wagowych. PL