Mikroenkapsulace

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 29. dubna 2016; kontroly vyžadují 5 úprav .

Mikroenkapsulace  je proces zapouzdření malých částic látky do tenkého obalu filmotvorného materiálu. [1] [2]

V důsledku mikroenkapsulace se získá produkt ve formě jednotlivých mikrokapslí o velikosti od zlomků mikronu do stovek mikronů. Látka, která má být zapouzdřena, nazývaná obsah mikrokapslí, aktivní nebo základní látka, tvoří jádro mikrokapslí a zapouzdřující materiál tvoří materiál obalů. Skořápky plní funkci oddělování částic jedné nebo více látek od sebe navzájem a od vnějšího prostředí až do okamžiku použití. [2]

Komponenty

Hlavní složka mikrokapslí - látka, která je zapouzdřena - může být v jakémkoli stavu agregace - kapalný, pevný nebo plynný. Stávající metody poskytují možnost mikroenkapsulace jak lyofilních, tak lyofobních materiálů.

Dosud byla provedena mikroenkapsulace kovů, různých chemikálií (hydridy, soli kyselin, zásady, mnoho tříd organických sloučenin - monomerních i vysokomolekulárních), což jsou katalyzátory, stabilizátory, změkčovadla, oleje, kapalná a pevná paliva, rozpouštědla, barviva, insekticidy, pesticidy, hnojiva, léky, vůně, potravinářské přísady a vlákna, stejně jako enzymy a mikroorganismy. [1] [3] <

Obsah mikrokapslí může zahrnovat inertní plnivo, což je médium, ve kterém byla látka dispergována během mikroenkapsulace, nebo nezbytné pro následné fungování účinné látky. [2]

Metody

Stávající metody mikroenkapsulace lze rozdělit do tří hlavních skupin.

První skupinou jsou fyzikálně chemické metody , mezi které patří koacervace, srážení bez rozpouštědel, tvorba nové fáze se změnou teploty, odpařování těkavého rozpouštědla, tuhnutí tavenin v kapalném prostředí, substituce extrakce, sušení rozprašováním a fyzikální adsorpce.

Do druhé skupiny patří chemické metody : tvorba nové fáze síťováním polymerů, polykondenzace a polymerace.

Konečně třetí skupinou jsou fyzikální metody : stříkání ve fluidním loži, extruze a kondenzace par.

Taková klasifikace, která je založena na povaze procesů probíhajících během mikroenkapsulace, je spíše libovolná. V praxi se často používá kombinace různých metod.

Kromě výše uvedených metod je třeba zmínit také metodu aerosolové mikroenkapsulace, kterou lze zařadit do druhé i třetí skupiny, neboť může být založena jak na chemických procesech, tak na jevech fyzikální koalescence částic. [2]

Při určování nejvhodnější metody pro každý konkrétní případ vycházejí z daných vlastností finálního produktu, ceny procesu a mnoha dalších faktorů. Výběr metody je však dán především vlastnostmi původní zapouzdřené látky.

Důležitou vlastností mikroenkapsulačních metod je velikost výsledných mikrokapslí. Na tomto základě se nejzřetelněji rozlišují způsoby, u kterých je filmotvorným materiálem slupek tavenina při tvorbě mikrokapslí, a způsoby založené na separaci fází v kapalném (plynném) prostředí.

První skupina metod zajišťuje výrobu kapslí středních a velkých (až několik mm) velikostí, druhá - mikrokapsle o velikosti od několika do stovek mikronů. Nejmenší mikrokapsle lze získat koacervací (od 1 µm do 1 mm), elektrostatickou koagulací (od frakcí µm do 20 µm), polymerací v emulzích a suspenzích (od 1 µm do několika mm) nebo sušením rozprašováním disperze ( emulzní) systém (až 500 µm). Kapsle o velkých velikostech (od 100 mikronů do několika mm) se získají pomocí odstředivek, extruderů a ve fluidním loži.

Je třeba poznamenat, že posledně uvedené metody poskytují nejnižší obsah prašné frakce, ale obsah hlavní látky v mikrokapslích je obvykle nižší než v produktech získaných polymerací (polykondenzací) nebo jinými metodami v kapalné fázi. [1] [2]

V současnosti je jednou z nejpopulárnějších metod vytváření mikrokapslí ukládání polyelektrolytů po vrstvách (LbL, technika vrstva po vrstvě).

Aplikace

Oblasti použití mikroenkapsulovaných produktů jsou extrémně četné. Dnes je těžké pojmenovat odvětví ekonomiky, kde by mikrokapsle nenašly uplatnění nebo by efektivita jejich použití nebyla zřejmá či zásadně prokázána. [2] [3] Poslední roky byly charakterizovány rozšiřováním sortimentu mikroenkapsulovaných produktů vyráběných průmyslem. To platí pro celulózové materiály, plniva do polymerních formovacích hmot (vlákna a duté mikrokuličky), adhezivní materiály, složky polymerních kompozic (katalyzátory, iniciátory, monomery, polymery a rozpouštědla), barviva, magnetické látky, krmiva, insekticidy, hnojiva, kosmetika produkty , domácí chemie, enzymy, fotografické materiály atd. V současné době je škála oblastí praktického využití mikroenkapsulovaných materiálů velmi široká - od zdravotnictví až po kosmický výzkum. [1] [2]

Viz také

Poznámky

  1. 1 2 3 4 Davydov A. B. Microencapsulation / A. B. Davydov, V. D. Solodovnik // Encyclopedia of Polymers; Ed. collegium: V. A. Kabanov (šéfredaktor) [a další]. - T. 2 .: L-I. - M .: Sovětská encyklopedie, 1974. - S. 247-258.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Solodovnik V. D. Mikroenkapsulace. — M.: Chemie, 1980. — 216 ​​​​s.
  3. 1 2 Aisina R. B., Kazanskaya N. F., Microencapsulation // Results of Science and Technology. Ser. Biotechnologie. - T. 6. - M .: Nauka, 1986. - S. 6-52.