Un protocole pour la fabrication de particules de polymère creux et microcapsules par polymérisation radicalaire en utilisant des émulsions consistant en styrène, perfluoro –n-octane et le SDS aqueux solution (dodécylsulfate de sodium) est présentée.
Dans cet article, nous avons démontré une méthode pour produire des particules creuses et microcapsules en utilisant les gouttelettes d’huile composé d’hydrocarbures (styrène) et huile de fluorocarbone (perfluoro –n-octane, PFO) en solution aqueuse agent tensio-actif (dodécylsulfate de sodium, Solutions de SDS). Fluorocarbone huiles sont non miscibles avec des huiles d’hydrocarbures, les deux huiles sont séparés. Émulsions sont préparées par agitation des mélanges de solution SDS styrène/PFO/aqueux à 80 ° C. Le type d’émulsions et de la morphologie des gouttelettes dans les émulsions sont observées en microscopie photonique et microscope à balayage confocal fluorescence. Il se trouve que les gouttelettes d’huile avec des morphologies de type Janus consistant en styrène mutuellement non miscible et PFO sont formés dans des solutions aqueuses de SDS. Particules de polystyrène sont fabriqués par polymérisation radicalaire des mélanges ternaires de styrène/PFO/aqueux solution SDS à 80 ° C. Les morphologies du polystyrène sont confirmées par microscopie électronique à balayage et numérisation des observations en microscopie électronique à transmission. Ces observations montrent la préparation de particules de polystyrène creux avec un seul trou sur la surface. À notre connaissance, cette méthode est une nouvelle stratégie à l’aide de l’IMMISCIBILITE des huiles d’hydrocarbures et fluorocarbone. Les particules creux peuvent également être appliquées à la préparation des microcapsules.
Alors que les particules sphériques de polymères ont été largement utilisées dans diverses applications industrielles, il est bien connu que des particules de Fossette, hémisphères, disques et ellipsoïdes, ont été préparés par polymérisations ensemencés1,2, 3, photo-polymérisation des gouttelettes de monomère non sphériques à l’aide de microréacteur avec géométries spécifiques4,5, auto-organisation en utilisant la reprécipitation des polymères6et la déformation des polymères sphérique particules de mécanique externe force7,8. En particulier, les particules de polymère creux avec micromètre-taille ont été fabriquées par évaporation d’un solvant bon de particules sphériques polymère gonflé par le solvant9,10 et polymérisation à l’aide d’émulsions multiples 11 , 12.
Dans ce travail, nous nous concentrons sur l’utilisation d’IMMISCIBILITE mutuel des huiles d’hydrocarbures et de fluorocarbures dans la fabrication de particules de polymère. Agents tensio-actifs hybrides ont une chaîne hydrocarbonée et une chaîne de fluorocarbures dans la molécule. Nous l’avons signalé précédemment, les propriétés uniques des surfactants hybrides qui ne sont pas respectées en agents tensio-actifs classiques13,14,15. Nous avons également étudié des émulsions à l’aide d’hydrocarbures, l’huile de fluorocarbone et solution aqueuse de surfactant, qui sont mutuellement non miscibles16. Cependant, il y a très peu d’études sur les émulsions17. Ces études ont décrit la morphologie des gouttelettes d’huile composé d’hydrocarbures et d’huile de fluorocarbone en solution aqueuse de surfactant.
Ici, nous montrons un protocole détaillé de la fabrication de particules de polymère creux par polymérisation radicalaire en utilisant les gouttelettes d’huile en émulsion consistant en hydrocarbures, du pétrole de fluorocarbone et solutions (SDS) de dodécylsulfate de sodium aqueux. Nous proposons une nouvelle stratégie, qui est différente des méthodes classiques, pour la préparation des particules de polymère non sphériques. Cette méthode peut tout simplement fabriquer les particules de polymère creux en peu de temps. Par ailleurs, le protocole de la préparation de microcapsules à travers les particules de polymère creux est affichée.
Les émulsions contenant des gouttelettes de Janus du styrène et PFO ont été obtenues au-dessus de 10 % en poids de la fraction massique de concentration aqueuse de SDS et toute fraction de poids du styrène et FOP. Lorsque les diverses fractions-poids des émulsions contenant des gouttelettes de Janus ont été polymérisées pendant 30 min, les particules de polystyrène creux peuvent être obtenus pour toute composition. Ces résultats indiquent que le protocole a montré ici est simple. En outre, le diamètre, la taille de trou et volume de trou des particules en polystyrène creuses peuvent de télécommander par le temps de polymérisation dans la méthode décrite ici.
Nous vous suggérons le mécanisme suivant pour la fabrication des particules en polystyrène creuses. Les gouttelettes d’huile de Janus consistant en styrène et PFO forment dans les émulsions O/W contenant des mélanges de solution SDS aqueux, styrène et PFO à 80 ° C. Des gouttelettes PFO sont situés à la surface des gouttelettes de styrène. KPS, initiateur de polymérisation, étant soluble dans la phase aqueuse, la polymérisation progressera à l’interface de la solution aqueuse/styrène de SDS. Styrène dans les émulsions ternaires était polymérisé au polystyrène à 80 ° C, tandis que PFO, n’ayant aucun groupe polymérisable, sont demeurés dans les émulsions à cette température. Après que la polymérisation est terminée, un trou sur la particule en polystyrène a été formé par l’enlèvement d’un FOP. Par conséquent, les particules de polystyrène de coupe-type creux ayant un trou sur la surface étaient fraction massique atany fabriqué de styrène et de PFO et de tous les temps de polymérisation.
Ajoutant une petite quantité de toluène aux particules de polystyrène creux fabriqués par polymérisation radicalaire pendant 90 min permet de sceller les trous sur les particules de polystyrène creuses. Ce phénomène est conforme à celui rapporté par Hyuk et coll.9. La méthode capsulation peut contenir un matériau aqueux dans les particules.
Dans cet article, nous avons démontré une méthode de fabrication de particules de polymère creux à l’aide de gouttelettes d’huile Janus consistant en styrène et PFO, qui sont mutuellement non miscibles. La méthode de préparation des particules de polymère non sphériques a déjà été étudiée en raison de leur utilisation potentielle dans diverses applications. Cette stratégie à l’aide de gouttelettes d’huile Janus des hydrocarbures et des huiles de fluorocarbone s’appliquera à la fabrication de particules de polymère non sphériques de divers types de système de livraison de monomère et de drogue.
The authors have nothing to disclose.
Nous n’avons aucun remerciements.
Material | |||
Sodium dodecylsulfate, 95.0% | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 192-08672 | |
Styrene, 99.0% | Tokyo Chemical Industry Co. Ltd. | S0095 | |
Perfluorooctane, 99% | Fluorochem Ltd. | 8706 | |
Coumarin 102, 97.0% | Tokyo Chemical Industry Co. Ltd. | C2267 | |
Calcein | Dojindo Molecular Technologies, Inc. | C001 | |
Potassium peroxodisulfate, 98.0% | Kanto Chemical Co., Inc. | 32375-30 | |
Pyrene, 97.0% | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 167-05302 | |
Ethanol, 99.5% | Kanto Chemical Co., Inc. | 14033-00 | |
Toluene, 99.5% | Kanto Chemical Co., Inc. | 40180-00 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Scanning Electron Microscope | Hitachi High-Technologies Corporation | S-4800 | |
Scanning Transmission Electron Microscope | Hitachi High-Technologies Corporation | S-4800 | |
Ultrasonic cleaner | Branson Ultrasonics, Emerson Japan, Ltd. | Model 3510 | |
Centrifuge | AS ONE Corporation | CN-1050 |