Способ получения капсулированных гидрофобных веществ Советский патент 1992 года по МПК B01J13/02 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к получению продуктов в капсулах.

Оно может быть использовано в технике, сельском хозяйстве и медицине для получения капсулированных клеев, пестицидов, фармацевтических препаратов и т.д.

Известен способ капсулирования веществ, не смешивающихся с водой, путем нанесения на поверхность частиц вещества оболочки из водного раствора хитозана и придания ей нерастворимости действием неорганической соли с последующей промывкой и сушкой полученных капсул (1).

Способ заключается в следующем: к капсулируемому материалу, не смешивающемуся с водой, предварительно добавляют тонко измельченную неорганическую соль- полифосфат натрия и в эту смесь в условиях перемешивания вводят слабокислый водный раствор хитозана. В результате этого на поверхности частиц капсулируемого соединения образуется однородная пленка хитозана, сшитого полифосфатом. Полученные капсулы промывают водой и высушивают.

Недостатком способа является невысокая механическая прочность хитозан-пол- ифосфатной оболочки в момент ее формирования, т.е. в набухшем состоянии. Прочность на разрыв набухшей в воде пленки из хитозана, сшитой 5-10% полифосфата натрия, составляет 1-3 МПа. Низкие значения прочности пленок оболочек приводят к частичному разрушению капсул и их спипа- нию.

Цель изобретения - повышение механической прочности оболочек капсул.

В предлагаемом способе получения капсулированных гидрофобных веществ, включающем нанесение на поверхность частиц вещества смеси хитозана и соли кислоты, выделение смеси капсул из реакцией- )й смеси, их промывку водой и сушку, в качес«- ве соли кислоты используют соль переходного металла и одноосновной кислоты, при этом вещество диспергируют в водном кислом растворе, содержащем 2-6 мас.% хитозана и указанную соль в количестве 5-50 мас.ч. на 100 мае. ч. хитозана, а в выделенные капсулы обрабатывают разбавленным водным раствором щелочи.

сл

N

4

сл

В качестве веществ, не смешивающихся с водой, могут быть использованы,например, масла, жидкие оли, омерл, пасты, твердые продукты, в качесше солей - нитраты, хлориды, бромиды, ацетаты меди, никеля железа, кадмия, цинка, кобальта, хрома, свинца и алюминия.

Способ осуществляют следующим образом.

На микрочастицы вещества диаметром 0,3-3 мм в процессе диспергирования наносят оболочку из водного раствора хитозаиа, взятого в концентрации 2- 6% и содержащего соль переходного металла и одноосновной кислоты. Затем частицы обрабатывают 2-10%-ным водным раствором щелочи в течение 3-5 мин с дальнейшими промывкой и сушкой. Прочность на разрыв набухших в воде пленок, из которых сформованы оболочки капсул, составляет 6- 50 МПа. Высушенные капсулы представляют собой сферы диаметром 0,3-3 мм, толщиной стенок 20-100 мкм и содержанием полезного вещества 80-90%, имеющие различную окраску оболочек (в зависимости от выбранного переходного металла). Содержимое капсул при необходимости может быть легко высвобождено либо механическим путем (раздавливанием), либо растворением оболочек в водно-кислых средах.

Существенным отличием изобретения является использование для упрочнения хи тозановых оболочек солей переходных металлов и одноосновных кислот в сочетании со щелочной обработкой. В этом случае реализуется новый механизм придания нерастворимости хитозановым оболочкам, обуславливающий резкое возрастание прочности.

В известном способе имеет место анионная сшивка: аминогруппы хитозана взаимодействуют с анионом многоосновной кислоты (полифосфатом) с образованием поперечно сшитых нерастворимых солей хитозана. В предлагаемом способе работает механизм катионной сшивки Аминогруп- пы хитозана образуют прочные координационные связи с катионами переходных металлов. При этом введение указанных солей в раствор хитозана само по себе не приводит к образованию оболочек, поскольку раствор имеет кислую реакцию, но после щелочной обработки оболочки успешно сшиваются переходными металлами. Значение щелочной обработки состоит з том, что нейтрализуется кислота, необходимая для растворения хитозана, и аминогруппы полимера могут способно взаимодействовать с металлами. Использование только щелочной обработки, т.е. без введения соли в раствор хитозана, не дает заметного

повышения прочности пленок (3-5 МПа). Таким образом, использование солей переходных металлов и одноосновных кислот в сочетании со щелочной обработкой позволяет достичь цели изобретений.

Испопьзование солей в количестве

5-50 мае.ч. на 100 мае.ч. хитозана объясняется тем, что при выходе за нижний предег, не обеспечивается достаточное повышение прочности, а при выходе за верхний - не

обеспечивается совместимость соли с полимером.

Изобретение поясняется примерами. П р и м е р 1. Используют 4%-ный рас гвор хитозана в 2%-ном водном растворе

уксусной кислоты, содзржэщей 12 мае.ч. Си(МОз)2 на 100 мае.ч. хитозана. Частицы эпоксидного олигомера ЭД-20 диаметром 2 мм продавливают через слой раствора полимера и соли в осадительную ванну с

4%-ным водным раствором едкого натра и перемешивают в течение 5 мин. Значения прочности оболочек в набухшем состоянии 10-13 МПа. Затем капсулированную массу промывают водой на фильтре и высушивают. Получают капсулированный продукт в виде сфер синего цвета с диаметром 2 мм, толщиной стенок 50 мкм и с содержанием полезного вещества 90%.

Следующие примеры выполняют аналогично примеру 1, данные приведены в таблице,

Из приведенного видно, что реализация предлагаемого способа позволяет существенно повысить прочность хитозановых

оболочек.

Формула изобретения Способ получения капсулированных гидрофобных веществ, включающий нанесение на поверхность частиц вещества смеси хитоззна и соли кислоты, выделение капсул из реакционной смеси, их промывку водой и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности оболочек капсул, в качестве соли кислоты используют соль переходного металла и одноосновной кислоты, при этом вещество диспеогируют в водном растворе, содержащем 2-6 мас.% хитозана и указанную соль в количестве 5-50 мае.ч, на 100 мае ч.

хитозана, а выделенные капсулы обрабатывают разбавленным водным раствором щелочи,

-J ел

иэ

Л

.Ј.

«

Использование: в технике, сельском хозяйстве и медицине для получения клеев, пестицидов, фармацевтических и т.п. препаратов в капсулах. Сущность изобретения: частицы гидрофобного вещества диспергируют в водном кислом растворе, содержащем 2-6 мас.% хитозана и 5-50 мае, ч. на 100 мае. ч. хитозана соли переходного металла и одноосновной кислоты. Выделенные капсулы обрабатывают разбавленным водным раствором щелочи, промывают водой и сушат. Капсулы имеют певышенную механическую прочность оболочек. 1 табл.

Примечание. В примере 7 масло диспергировали в водной среде.