Ett protokoll för tillverkning av ihåliga polymer partiklar och mikrokapslar av radikala polymerisationen använda emulsioner bestående av styren, perfluoro –n-oktan och vattenhaltiga SDS (natrium dodecylsulfate) lösning presenteras.
I den här artikeln har vi visat en metod för att producera ihåliga partiklar och mikrokapslar använder oljedroppar som består av kolväten (styren) och fluorkarbon olja (perfluoro –n-oktan, PFO) i vattenlösning tensid (natrium dodecylsulfate, SDS) lösningar. Eftersom fluorkarbon oljor är blandbara med kolväte oljor, separeras de två oljorna. Emulsioner är beredda av omrörning styren/PFO/vattenlösning SDS lösning blandningar vid 80 ° C. Typ av emulsioner och morfologi av droppar i emulsioner observeras genom ljusmikroskop och skanning confocal fluorescens Mikroskop. Det konstateras att oljedroppar med Janus-typ morfologier bestående av inbördes blandbara styren och PFO bildas i SDS vattenlösningar. Polystyren partiklar tillverkas genom radikalpolymerisation av ternära blandningar av styren/PFO/SDS vattenlösning vid 80 ° C. Morfologier av polystyren bekräftas av svepelektronmikroskopi och skanning överföring elektronmikroskopi observationer. Dessa observationer visar beredning av ihåliga polystyren partiklar med en enda hål på ytan. Till vår kunskap är denna metod en roman strategi med hjälp av immiscibility av kolväte och fluorkarbon oljor. De ihåliga partiklarna kan också tillämpas på beredning av mikrokapslar.
Medan sfäriska polymer partiklar har använts i olika industriella tillämpningar, är det välkänt att dimple partiklar, halvklot, diskar och ellipsoider, har upprättats med seedade polymerisationer1,2, 3, Foto-polymerisation av icke-sfäriska monomer droppar med microreactor med specifika geometrier4,5, självorganisering med återavsättning av polymerer6och deformation av sfäriska polymer partiklar av mekaniska externa krafter7,8. I synnerhet har ihåliga polymer partiklar med mikrometer-storlek tillverkats genom avdunstning av ett bra lösningsmedel från sfärisk polymer partiklar svullna av lösningsmedel9,10 och polymerisation använder flera emulsioner 11 , 12.
I detta arbete fokuserar vi på användningen av ömsesidigt immiscibility av kolväte och fluorkarbon oljor vid tillverkning av polymer partiklar. Hybrid tensider har ett kolväte-kedja och en fluorocarbon kedja i molekylen. Vi tidigare har rapporterat hybrid tensider som inte observerats i konventionella tensider13,14,15unika egenskaper. Vi har också studerat emulsioner använda kolväte olja, fluorkarbon olja och vattenhaltiga ytaktiva lösning, som är inbördes blandbara16. Men finns det mycket få studier av emulsioner17. Dessa studier har beskrivit morfologi av oljedroppar som består av kolväten och fluorkarbon olja i vattenlösning tensid lösningar.
Här visar vi ett detaljerat protokoll för tillverkning av ihåliga polymer partiklar genom radikalpolymerisation använder oljedroppar i emulsioner bestående av kolväte olja, fluorkarbon olja och vattenbaserade natrium dodecylsulfate (SDS) lösningar. Vi föreslår en ny strategi, som skiljer sig från konventionella metoder, för beredning av icke-sfäriska polymer partiklar. Denna metod kan helt enkelt fabricera de ihåliga polymer partiklarna på kort tid. Dessutom visas protokollet av utarbetandet av mikrokapslar genom de ihåliga polymer partiklarna.
De emulsioner innehållande Janus droppar av styren och PFO erhölls ovan 10 wt % av den vikt fraktionen av vattenhaltigt SDS koncentration och någon vikt bråkdel av styren och PFO. När de olika vikt-fraktionerna av de emulsioner innehållande Janus droppar har varit polymeriserat för 30 min, kan ihåliga polystyren partiklarna erhållas för alla sammansättning. Dessa resultat indikerar att protokollet visat här är enkel. Dessutom kan den diameter, håltagning och hålet volym av ihåliga polystyren partiklarna styras genom polymerisation tiden i den metod som beskrivs här.
Vi föreslår följande mekanismen för tillverkning av ihåliga polystyren partiklarna. Janus oljedroppar bestående av styren och PFO bildades de O/W emulsioner innehåller blandningar av vattenhaltigt SDS lösning, styren och PFO vid 80 ° C. PFO droppar ligger på ytan av styren droppar. Eftersom KPS, initiativtagare av polymerisation, är lösligt i vattenfasen, polymerisation kommer att utvecklas på gränssnittet för styren/SDS vattenlösningen. Styren i de ternära emulsioner var polymeriseras till polystyren vid 80 ° C, medan PFO, ha inga polymerizable grupper, återstod i emulsioner vid denna temperatur. Efter polymerisation avslutades, bildades ett hål på polystyren partikeln av borttagning av PFO. Därför, de ihåliga cup-typ polystyren partiklar att ha ett hål på ytan var fabricerade atany vikt bråkdel av styren och PFO och alla polymerisation gånger.
Lägga till en liten mängd av toluen i ihåliga polystyren partiklarna tillverkas genom radikalpolymerisation för 90 min medför täta hålen på ihåliga polystyren partiklarna. Detta fenomen är förenligt med som rapporterats av Hyuk et al.9. Metoden kapselbildning kan innehålla ett vattenhaltigt material i partiklarna.
I den här artikeln har vi visat en metod för tillverkning av ihåliga polymer partiklar med Janus oljedroppar bestående av styren och PFO, som är inbördes blandbara. Metoden för beredning av icke-sfäriska polymer partiklar har redan undersökts på grund av deras potentiella användning i olika applikationer. Denna strategi använder Janus oljedroppar av kolväte och fluorkarbon olja kommer att gälla tillverkning av icke-sfäriska polymer partiklar från olika typer av monomer och drug delivery system.
The authors have nothing to disclose.
Vi har inga bekräftelser.
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 |