CN103635085B - 涂覆胶束的结晶粒子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂覆有共聚物胶束的结晶粒子[具体地讲是有机粒子或农用化学品粒子]，包含此类粒子的组合物，制备所述涂覆的粒子的方法以及所述粒子和所述组合物的用途[例如以生产具有高共聚物负载的表面涂层以及由此获得的产物的用途]。

Description

涂覆胶束的结晶粒子
本发明涉及涂覆有共聚物胶束的结晶粒子[具体地讲是有机粒子或农用化学品粒子]，包含此类粒子的组合物，制备所述涂覆的粒子的方法以及所述粒子和所述组合物的用途[例如以生产具有高共聚物负载的表面涂层以及由此获得的产物的用途]。
用聚合物有效地涂覆诸如有机晶体之类的小粒子是难以实现的。许多技术已应用于涂覆粒子，例如用于喷涂干燥粒子的基于Wurster涂覆技术的那些技术，其中干燥粒子的流化床具有涂层溶液，该涂层溶液喷洒在流化床上并通过蒸发涂层溶液中的挥发性溶剂或冷却以使涂层聚合物凝固（如果以熔融形式涂覆）而固化在粒子上。众所周知，这种技术为多变的，原因在于其难以避免粒子聚集成更大的团块并且该涂层在涂覆粒子（尤其是具有可变晶体边缘和侧面的小结晶粒子）的所有表面和边缘方面可为极其低效的。这种限制可通过采用更高数量的涂层组合物部分地克服，但这可显著改变正在被涂覆的有机粒子的特性并且会影响方法和产品成本的经济性。
如果可以确定一种技术，以液体介质涂覆粒子是极具吸引力的。在反应性单体存在的情况下使用有机杀有害生物剂在水中的分散体的工作(WO2006/015791)产生水中的分散体“涂覆的”粒子，但这些粒子为基质粒子，其中所述粒子在聚合过程中被聚合物包围。许多类似的技术产生这类基质粒子。
表面活性剂被认为会独特地吸附到诸如油/水界面和固/液界面的界面上，并且被用作稳定剂以产生粒子在液体介质（诸如水）中的分散体，该分散体在储存时仍然稳定而不凝聚。由于在界面处作为单分子层吸附的这种性质，聚合电解质形式的表面活性剂已被用于在基底（诸如固体粒子之类）上产生表面活性剂层。这种方法（例如，如在WO2000/077281中）对于累积带相反电荷的聚合电解质单层（每层仅为表面活性剂单层的厚度并且要求许多层以累积实用的涂层厚度）是缓慢的。表面活性剂也可以聚集成在单个聚集体中包含许多个表面活性剂分子的结构。这些聚集体称为胶束。它们通常为球形但可以具有较大的形状和结构范围。构成这种聚集体的分子数可以非常多，通常在数百个分子的量级上。胶束可由相对简单的表面活性剂结构构成，但也可以由高分子量的嵌段共聚物表面活性剂构成。而且，甚至较大复合嵌段共聚物可形成胶束。这种嵌段共聚物胶束，当由带相反电荷的胶束构成时，已被诱导以逐层(LbL)方式吸附到球形胶体粒子上，从而在诸如乳胶或球形二氧化硅粒子的粒子上形成涂层（NSTI-Nanotech2007,www.nsti.org,ISBN1420061836Vol.2,2007pp13-16and Adv.Mater.[先进材料]2007,19,247-250）。
我们现在已意外且出乎意料地发现，将复合共聚物胶束用作结晶粒子的涂层剂在单次处理（或极少次处理）中会产生具有高共聚物荷载的表面涂层并且这种产物可适用于一系列的应用，尤其是农用化学品领域。
在一个方面，本发明提供了涂覆有胶束的结晶粒子，该胶束自身包含一种共聚物（优选AB嵌段共聚物）。
WO08071957和WO10038046描述AB嵌段共聚物的化学性质，该AB嵌段共聚物可以形成胶束结构并且可以用于表面涂覆结构（例如织物、混凝土结构、玻璃风挡、玻璃结构）以通过结合防尘和挡水效果来使得所述表面覆盖结构“保持清洁”。这种结构较大（在胶体方面）。WO08071957和WO10038046中提及的AB嵌段共聚物适用于本发明，但其他AB嵌段共聚物也与本发明相关。
根据本发明的经涂覆的结晶粒子可由涂层系统制备，该涂层系统衍生自:
(a)一种AB嵌段共聚物；以及
(b)一种液体介质;
其中该AB嵌段共聚物包含：
(i)疏水的[或基本上疏水的]嵌段A；以及
(ii)疏水的[或基本上疏水的]或亲水的嵌段B，它对液体介质具有不同于嵌段A的亲和力或在液体介质中具有不同于嵌段A的溶解度参数；其中这两种嵌段之间的差异导致形成了胶束。
嵌段A和嵌段B之间的关键差异在于所述两种嵌段对液体具有不同的亲和力或在液体中具有不同的溶解度；实际上嵌段A和嵌段B甚至可能属于相同化学类型，前提条件是它们是化学性质上完全不同的[例如，由于取代模式不同]，使得它们对液体具有不同的亲和力或在液体中具有不同的溶解度。
该液体介质包括：
(i)水；或
(ii)一种有机溶剂或有机溶剂的混合物；或
(iii)不含[或基本上不含]水的一种有机溶剂；或
(iv)一种有机溶剂和水。
术语“有机溶剂”是指一种有机极性或非极性溶剂（例如，一种油）。该液体介质还任选地包含一种或多种添加剂（选自例如pH调节剂、表面活性剂和润湿剂）。
因此，本发明依赖于包含两种嵌段（A和B）的AB嵌段共聚物，这两种嵌段对一种液体介质具有不同的亲和力使得在该液体介质中形成胶束。
虽然胶束形成于一种液体介质中，但任何最终经涂覆的粒子可以不仅存在于仅液体组合物中而且可替代性地存在于干燥固体组合物中[例如，由于蒸发步骤或干燥步骤]；在一个方面，本发明提供包含多个如本文所述的经涂覆的结晶粒子的组合物，其中在一个方面该组合物为固体组合物，而在另一方面该组合物包含分散在液体中的粒子[其中该液体可包含水或可为非水的]。
优选的AB嵌段共聚物包含：
(i)一个第一疏水嵌段A，包含选自以下的聚合物：丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯（优选丙烯酸酯或C1-4烷基丙烯酸酯；更优选丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯）单体的均聚物；包含两种或三种选自丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯（优选丙烯酸酯或C1-4烷基丙烯酸酯；更优选丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯）单体的不同单体的共聚物；苯乙烯衍生物单体的均聚物；包含两种选自苯乙烯衍生物单体的不同单体的共聚物；烯烃或二烯单体的均聚物；包含两种选自烯烃和二烯单体的不同单体的共聚物；杂环单体的均聚物；包含两种选自杂环单体的不同单体的共聚物；以及包含选自丙烯酸酯单体、烷基丙烯酸酯单体（优选C1-4烷基丙烯酸酯；更优选甲基丙烯酸酯）单体、苯乙烯衍生物单体、烯烃单体、二烯单体以及杂环单体的单体的无规、交替、梯度或嵌段共聚物；以及
(ii)或一个第二疏水嵌段B或一个亲水嵌段B，该对液体介质具有与嵌段A不同的亲和力，在该液体介质中，AB共聚物被分散使得形成胶束。
在本发明的整个论述中，提及烷基和亚烷基基团和部分（moiety），涉及直链和支链形式两者。
优选地任何丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯单体独立地为式A’所示
其中R为H或C1至C4烷基链；Z为O、磷衍生物[优选PH3]或氮衍生物[优选NH]；R’选自下组，该组包括：C1至C18烷基；含有1至18个碳原子（优选2至18个碳原子）的烷基氨基亚烷基；含有1至18个碳原子（优选2至18个碳原子）的烷氧基亚烷基；C1至C18二羟基烷基；C1至C18甲硅烷基烷基；C1至C18环氧烷基；磷酰基；磷酰基C1至C18烷基；乙烯基膦酸酯或磷酸单体；以及具有至少一个可交联的官能或一个紫外反应性单元或热反应性单元的甲基丙烯酸酯；其中各个烷基或亚烷基基团独立地为氟化或非氟化的。
优选地任何苯乙烯衍生物单体独立地为式B’
其中R为H或C1至C4烷基基团；并且R1、R2、R3、R4和R5各自独立地为H或C1至C8烷基或卤素原子[优选氯或氟]。
优选地任何烯烃或二烯单体独立地为式Ca或Cb
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自H和C1至C4烷基（优选地R1、R3和R4各自为H；并且R2为H或C1至C4烷基）。
优选地任何杂环单体独立地为式Da、Db、Dc或Dd
其中n为从1至7，m为从0至5并且p为从1至7；R为H或C1至C8烷基；并且X为O、N或S。
嵌段共聚物AB的各个嵌段中的单体的比率使得（疏水）嵌段A和（疏水或亲水）嵌段B试剂的重量比导致形成有组织的（organised）聚集体，例如胶束。包含嵌段共聚物AB的单体数为：优选从5至250个A单元；更优选地从10至200个A单元；并且最优选地从15至150个A单元；以及同样地，优选从5至250个B单元；更优选地从10至200个B单元；并且最优选地从15至150个B单元。
合适的式A’的烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’为C1至C18烷基（更优选地为C1至C8烷基）；另一合适的式A’的单体由式1提供：
其中n为1至17，更优选地为1至8。
合适的式A’的氟化烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’为氟化烷基；另一合适的式A’的单体由式2提供：
其中n为1至6并且链为直链或非直链的，更优选地为1或2；m为0至7并且链为直链或非直链的，x为0至2并且y为3-x。
式A’的合适烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’为含有高达十八个碳原子的烷基氨基烷基。另一合适的式A’的单体由式3提供：
式3
其中R1和R2各自独立地为H、C1至C6烷基；苯基；苄基或环己基；并且n为从1至17；更优选地，R1和R2各自为甲基并且n为从1至5。
式A’的合适烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’为含有高达18个碳原子的羟烷基。另一合适的式A’的单体由式4a或4b提供：
其中n为1至18并且链为直链或非直链的（更优选地n为1至4），并且x和y各自为0至16，更优选地为0至6。合适地，对于式4b，x=0至16；y=0至16；并且x+y≤16。
式A’的合适烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’包含二羟烷基基团。另一合适的式A’的单体由式5a或5b提供：
其中R1为H或C1至C4烷基并且x和y各自为0至16，优选为1至6。合适地，对于式6b，x=0至16；y=0至16；并且x+y≤16。
式A’的合适烷基丙烯酸或丙烯酸酯单体为如下情况：Z为O；并且R’为环氧烷基。另一合适的式A’的单体由式7a或7b提供：
其中x和y各自为0至16，优选为0至6。合适地，对于式7b，x=0至16；y=0至16；并且x+y≤16。
合适的式A’的单体为如下情况：Z为O；并且R’为磷酰基或磷酰基烷基。另一合适的式A’的单体由式8a或8b提供：
其中各个R1独立地为H或C1至C6烷基，优选为H或甲基。
合适的式B’的单体独立地选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、4-异丙基苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2,6-二氟苯乙烯、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯和2,6-二氯苯乙烯以及其他乙烯基取代的芳香烃。
合适的式Ca或Cb的单体独立地选自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯和异戊二烯。
合适的式Da或Db或Dc或Dd的单体独立地选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和己内酯类型单体（例如ε-己内酯或γ-丁内酯、丙交酯、环氧乙烷-2-酮、1,3-二氧戊环和己内酰胺）。
当嵌段B为疏水的，它可包含一种或多种独立地选自以上限定的单体的单体。嵌段B选择为对液体介质具有不同于嵌段A的亲和力。针对嵌段A提出的结构可适用于嵌段B，前提条件是嵌段A和B彼此不同。
当嵌段B为亲水的，许多化学物可用于亲水性组分B，所有这些化学物必
须为水溶性的；例子可选自下组，该组包括：
衍生自以下物质的亲水性有机单体、低聚物、预聚物或共聚物：乙烯醇、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基内酰胺、丙烯酰胺、酰胺、苯乙烯磺酸、乙烯醇缩丁醛和N-乙烯基吡咯烷酮的组合、甲基丙烯酸、丙烯酸、乙烯基甲基醚、乙烯基吡啶嗡卤化物、三聚氰胺、马来酸酐/甲基乙烯基醚、乙烯基吡啶、环氧乙烷、环氧乙烷乙烯亚胺、乙二醇、乙酸乙烯基酯、乙酸乙烯基酯/巴豆酸、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、(烷基)丙烯酸羟烷基酯，例如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(烷基)丙烯酸烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸-2-(二甲基氨基)乙酯、甲基丙烯酸-2-(二乙基氨基)乙酯、2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-(N-吗啉基)乙酯、或其衍生物、(甲基)丙烯酸乙二醇酯（例如(甲基)丙烯酸三甘醇酯）和(甲基)丙烯酰胺)、N-烷基(甲基)丙烯酰胺（例如N-甲基(甲基)丙烯酰胺和N-己基(甲基)丙烯酰胺）、N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺（例如N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺和聚-N,N-二丙基(甲基)丙烯酰胺）、N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺聚合物，例如聚-N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和聚-N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺，以及N,N-二羟烷基(甲基)丙烯酰胺聚合物，例如聚-N,N-二羟乙基(甲基)丙烯酰胺、醚多元醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、以及聚(乙烯基醚)、烷基乙烯基砜、烷基乙烯基砜-丙烯酸酯、具有侧磷基的(烷基)丙烯酸酯，例如乙烯基膦酸酯、乙烯基膦酸、乙烯基氧化膦以及任何具有酯基官能-COOR的(烷基)丙烯酸酯，例如R为CxH2xPO3R2，其中x为2至10，最优选地x为2，并且R为氢或具有1至4个碳原子的烷基，优选为甲基；以及相关的化合物或它们的组合。
根据本发明，构成AB嵌段共聚物的聚合物包含单体，并且构成嵌段共聚物AB的每种聚合物的单体的比率使得（疏水的）嵌段A与（疏水或亲水的）嵌段B的重量比导致形成有组织的聚集体。此外，（疏水的）嵌段A和（疏水或亲水的）嵌段B的重量部分导致形成胶束。已发现用于本发明的某些共聚物在溶液中形成复合物和大胶束。
如上所述AB嵌段共聚物可包含一个疏水的（“憎水的”）嵌段A和一个第二亲水的（“喜水的”）嵌段B；或者两种疏水的嵌段A和B可以通过在相同液体介质中具有不同的溶解度参数而区分。可通过改变单体类型（不同可用化学成分）、共聚物的分子量（固定两种组分嵌段大小的比率）和组成嵌段的分子量比率（固定共聚物的整体分子量）来获得共聚物特性的改变。
重要的是，为了在液体介质中形成胶束（即通过嵌段共聚物分子形成的聚集体），不溶解的（或难溶于液体介质）嵌段驱动形成分子聚集体。聚集体的结构取决于共聚物浓度和共聚物分子的确切性质。胶束可示意性地看作是（例如）具有两部分的球形聚集体；一个芯由在液体介质中不溶或难溶的共聚物嵌段构成，一个冠状物由对液体介质具有亲和力的共聚物嵌段构成。其他胶束结构也是可以的并且是本领域技术人员已知的。
在本发明中，一旦AB嵌段共聚物包含疏水的（“憎水的”）嵌段A和第二亲水的（“喜水的”）嵌段B，则这种AB嵌段共聚物结构将在含水液体介质中或极性溶剂中形成具有由嵌段B构成的亲水性冠状物的胶束，但在诸如脂族油之类的相对无极性溶剂中也会形成具有由嵌段A构成的亲水性冠状物的相反胶束。在含水液体介质中，使用在所用浓度下形成球形聚集体的这种两亲性共聚物。
在本发明中，一旦AB嵌段共聚物包含可通过在相同液体介质中具有不同的溶解度参数而区分的两种疏水嵌段A和B，则当在所选择的液体介质中嵌段B比嵌段A更难溶的情况下这种结构将在液体介质中形成具有由嵌段A构成的冠状物的胶束，而当在所选择的液体介质中嵌段A比嵌段B更难溶的情况下这种结构将在液体介质中形成具有由嵌段B构成的冠状物的胶束。
这些胶束（胶束状聚集体）的化学性质应当为使得所述胶束将自由地吸附到多种粒子表面。另外，该组合物可形成的胶束优选具有从3nm至500nm，优选为从3nm至300nm的最大尺寸[就球形胶束而言为直径]。嵌段共聚物胶束结构最优选地具有从10至100nm的最大尺寸[就球形胶束而言为直径]。
在一个优选的实例中，组合物中所用的聚合物通过受控的活性自由基聚合反应来制备。优选地，该嵌段共聚物通过受控的活性自由基聚合反应以获得窄分子量分布的共聚物而制备。合适的合成途径包括（但不限于）：可逆加成断裂链转移（RAFT）、基团转移聚合（GTP）和原子转移自由基聚合（ATRP）、电子转移活化再生（ARGET）、氮氧自由基调控聚合（NMP）、开环聚合和离子型聚合以及这些技术在适当情况下的组合。
在另一个方面，该胶束可为交联的，从而在基底上形成更耐久的涂层。在本发明中，交联可被描述为AB两嵌段共聚物的链间物理和/或化学相互作用。交联可发生在胶束的芯中、胶束的冠状物中和/或两个邻接的胶束的冠状物之间，并且交联可为可逆或不可逆的。
化学交联需要使用称为交联剂或交联试剂的分子。三种优选的化学交联策略为：(1)使用一种多官能有机化合物交联，例如通过缩合或加成反应（例如羧酸与胺；羧酸与羟基；羟基与异氰酸酯）；(2)开环反应（例如环氧基团与胺）；和(3)乙烯基或类似的化学官能（例如二乙烯基苯和/或二甲基丙烯酸酯中的那些）的自由基引发的交联；该乙烯基或类似的化学官能可以引入到AB两嵌段共聚物中。
多官能有机化合物被定义为包含两个或更多个可以与针对用于本发明的AB两嵌段共聚物的官能团反应以形成交联的官能团的有机化合物。该有机化合物中的官能团可为任何会与本文中针对AB两嵌段共聚物所述的官能团反应的官能团，其包括（但不限于）：氨基、羟基、诸如酮或醛之类的羰基、诸如羧酸之类的羧基、异氰酸酯和巯基。
可通过使用也包含会与本发明中针对AB两嵌段共聚物所述的官能团反应的官能团的乙烯基化合物而将乙烯基引入到该AB两嵌段共聚物中。这种化学物的例子包括（但不限于）胺官能化的乙烯基化合物，例如氨基烷基甲基丙烯酸酯。在引入乙烯基化学成分之后，通过自由基引发经由热或UV固化进行交联。
化学共价交联是物理稳定和热稳定的，因此一旦形成就难以破坏，而物理交联是可逆的并且物理交联过程可需要或不需要使用交联剂。当位于单独AB两嵌段共聚物中的官能团之间或位于AB两嵌段共聚物和多官能交联剂中的官能团之间形成物理相互作用，即发生物理交联。技术包括（但不限于）干热交联处理、等离子处理、氢键合、离子相互作用以及冻融。
交联（物理和/或化学）可带来许多有益效果，所述有益效果包括在水基或极性系统中使得亲水（或疏水的）胶束冠状物更加疏水（并且在非极性系统中也促使相应的改变）。这为控制涂覆有交联的胶束的活性物质的释放速率提供机会。
在本发明中，该嵌段共聚物包含至少一个吸附至目标表面的嵌段。该组合物还可包含助粘剂（AP）。AP总体上由具有与晶体（结晶粒子）的电势（电荷）相反的电势（电荷）的高分子电解质组成；在这种情况下，该嵌段共聚物胶束涂覆AP改性的表面。这允许具有与晶体类似的电势（电荷）的共聚物胶束沉积在晶体上（通过晶体-AP-嵌段共聚物布置）。
另外在根据本发明使用的组合物中，该液体介质可包括水、水和有机溶剂、有机溶剂或溶剂混合物、或不含水的有机溶剂；其中嵌段共聚物优选完全溶于液体介质中。为了尤其地但非排他性地促进反向胶束化，所用的液体介质将由两种溶剂构成，一种为嵌段共聚物的良好溶剂，而第二种为不那么有效的溶剂，该第二种溶剂会引起嵌段共聚物与溶液分离并形成胶束。该第二种溶剂通常归类为一种非极性溶剂。
总体上优选的是极性溶剂，例如水可混溶的有机溶剂，改溶剂选自：C1-6元醇（优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇或仲丁醇）、烷基酮、芳烷基酮、酮醇、环酮、杂环酮、醚（例如四氢呋喃）、环醚（优选乙二醇或乙二醇醚）、酯（优选乙酸乙酯）、胺（优选二甲基甲酰胺）和亚砜（优选二甲基亚砜）以及它们的组合。其他强力溶剂，虽然不是水可混溶性的，但为芳族溶剂-例如甲苯、二甲苯以及商业产品中常规用作溶剂的高级同系物和类似物，例如Solvesso100、Solvesso150。诸如烷基萘之类的高级芳族溶剂（例如Solvesso200和Solvesso200ND）可用作油溶性共聚物的强力溶剂，该油溶性共聚物可用于在油介质中形成胶束（正相和反相）。任何常规用于农用化学品配制品中的溶剂可适用于本发明（例如环己酮、烷基环己酮、NMP、N-辛基吡咯烷酮和C8-C10脂肪酸酰胺）。
优选的非极性溶剂（与极性溶剂相对）可以选自（但不限于）：烷烃，优选戊烷和己烷；卤代溶剂，优选二氯甲烷；氯仿、氯苯和含氟烷烃；和芳族溶剂以及它们的组合。合适的非极性溶剂还可选自通常归类为油类的溶剂，例如高分子量烷烃，如石蜡油；例如Isopar V和Exxsol D140；食物油，例如橄榄油、大豆油和蓖麻油以及它们的组合。常规的酯溶剂也是合适的。
当本发明的组合物包含液体时，嵌段共聚物与液体介质的重量比优选为1:100,000至1:1；更优选地为1:10,000至1:2；特别地为1:5,000至1:5；并且最优选地为1:5,000至1:10。
本领域的技术人员还将认识到，根据本发明的组合物可优选地还包含附加组分或辅剂，所述附加组分或辅剂选自例如（但不限于）：分散剂、香料、杀生物剂、稳定剂、表面活性剂、润湿剂、乳化剂、染色剂、染料、颜料、紫外线吸收剂、自由基清除剂、抗氧化剂、防腐蚀剂、荧光增白剂、荧光剂、漂白剂、漂白活化剂、漂白催化剂、无活性酶、酶稳定系统、螯合剂、涂层助剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、有机金属化合物催化剂、成膜促进剂、硬化剂、连接加速剂、流平剂、匀染剂、消泡剂、润滑剂、糙面粒子、流变改性剂、增稠剂、导电或非导电金属氧化物粒子、磁性粒子、抗静电剂、pH控配制品、防腐剂、杀有害生物剂（例如除草剂、杀虫剂和杀真菌剂）、防污剂、除藻剂、杀细菌剂、杀菌剂、消毒剂、生物效应剂、维生素、药物和治疗剂以及它们的组合。
现在我们已发现，这些胶束结构可以便利地用于涂覆诸如有机晶体之类的细小粒子物质。因此，在另一个方面，本发明提供了经涂覆的粒子，其中该粒子为一种有机结晶粒子。这些应用的化学成分因而并入本文中。此外，该技术易于采用并且允许高涂层重量施加在所有表面上（如果存在，包括晶体的拐角和边缘）。用于本发明的胶束结构在单道次（pass）处理中可产生通常高达50nm的涂层厚度-比任何其他已知的技术高许多-同时保持完整的稳定性和经涂覆粒子不凝聚。多次涂覆产生甚至更高涂层重量和厚度。
用于本发明的嵌段共聚物形成的胶束聚集体的尺寸通常为从3nm至500nm，合适地为从3nm至300nm。聚集数受嵌段共聚物在绝对化学性质、电荷、分子量和胶束形成的溶液条件方面的化学性质控制。这种嵌段共聚物胶束的典型聚集数可为100个分子的量级。因此合适地，胶束以每个包含从10至1000个分子的胶束状聚集体形式存在。用于本发明的嵌段共聚物的典型分子量为从3000至100000道尔顿，但为化学中指定的。
嵌段共聚物胶束可以这样简单地使用：将嵌段共聚物胶束加入粒子在载体液体中的分散体并允许其平衡。可通过SEM观察获得对涂覆的确认并通过分析样品的总活性物质含量（其中活性物质是经涂覆的）获得定量数据。其他诱导胶束形成的技术（例如pH偏移、温度、溶剂交换和稀释）可全部合适地采用。作为替代的方法，可以采用干燥技术来移除溶剂或诱导化学变化-例如干燥过程中的氨损失。
为了涂覆粒子，可通过将嵌段共聚物胶束（或诱导嵌段共聚物胶束形成）加入粒子在一种载体液体中的分散体来简单地实现该过程。因此在另一方面，本发明提供了制备如本文所述的粒子的方法，该方法包括步骤(a)形成共聚物胶束和(b)将胶束与结晶粒子混合。
作为另外的实施方案，我们已发现如果用助粘剂（它不是共聚物胶束）预处理该粒子分散体，则会改善嵌段共聚物胶束的沉积。
在一个实施方案中，助粘剂为一种高分子电解质，选自（但不限于）以下的均聚物：聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDADMAC)、聚(苯乙烯磺酸钠)(PNaSS)、聚(甲基丙烯酸钠盐)、聚(丙烯酸钠盐)、聚(乙烯基吡啶鎓盐)和聚(烷基铵盐)。在另一个实施方案中，助粘剂自身可为一种嵌段共聚物胶束使得获得带相反电荷的胶束的一种双涂覆层。还在另一个实施方案中，有可能通过顺序处理累积很多层胶束。有可能设想出具有两性性质的两亲性嵌段共聚物，使得仅通过pH转换就可以诱导若干层的相同共聚物沉积。为了显著改性粒子表面，涂覆各个粒子的胶束数必须较大。通常每个经涂覆的粒子存在至少10倍以上数的胶束（并且通常显著更多）。
本发明的某些产物包含包覆有嵌段共聚物胶束的涂层（独特地包括边缘和拐角以及表面）的粒子物质。本发明的关键方面是能够为诸如晶体的边缘以及特别是拐角的尖锐特征物提供良好的覆盖[和保护]。因此，根据本发明的粒子合适地被至少10个胶束涂覆。更优选地，根据本发明的粒子被胶束完全涂覆。
已发现根据本发明的共聚物在溶液中形成复合物和大胶束。
胶束的性质（根据是否芯包含疏水结构且冠状物包含亲水结构或其是否为包含亲水芯和疏水冠状物的反[也称为“反相”]胶束）由嵌段共聚物的化学性质和配制嵌段共聚物的溶剂环境两者决定。在一些化学过程中，两亲性可通过具有这样两种嵌段而引入，其中一种嵌段比第二种嵌段显著更加疏水，这引起两种嵌段的不同溶解度从而引起能够形成胶束的两亲性结构。重要的是，为了在液体介质中形成胶束（即通过具有两亲性的分子形成的聚集体），共聚物的一种嵌段应当难溶于该液体，从而驱动形成分子聚集体。聚集体的结构取决于共聚物浓度和共聚物分子的确切性质以及液体环境的性质（例如液体类型和温度）。在本发明中，使用优选在所用浓度下形成球形聚集体的共聚物，但其他胶束形状也将对本发明有效。
胶束通常由其结构内两个限定的区域构成；其中表面活性剂的所有疏水部分均排列在一起的中央“芯”和其中表面活性剂的所有亲水部分均排列的外部“冠状物”。在正相胶束中，该芯为较疏水区域且该冠状物为较亲水区域。在反相胶束中，正好相反，其中该芯为较亲水区域且该冠状物为较疏水的（并且在这种情况下，较亲水区域不必为水溶性的，仅比分子的疏水部分足够更亲水以引起相分离成这种胶束结构即可）。胶束状聚集体的冠状物化学性质使得胶束将自由地吸附到多种粒子表面上。
AB嵌段共聚物可以合适地呈现选自如下的任何形式：线性嵌段共聚物（两嵌段、三嵌段或多嵌段）、杂臂星型共聚物（星型共聚物）、梯形（H形）共聚物、接枝和梳形(共)聚物；优选地，它为线性嵌段共聚物。
每个共聚物嵌段内的组分单体的分布选自均聚物、无规、梯度、交替、嵌段、接枝和梳形(共)聚物形式；即会导致共聚物在液体介质中作为组织化的聚集体离析的任何类型的共聚物结构。
优选的是，嵌段共聚物选自：AB嵌段、ABA嵌段和ABC嵌段。
根据本发明，嵌段共聚物包含至少一个吸附至目标表面的嵌段。该组合物还可包含一种助粘剂。另外，该组合物必须形成胶束并且该组合物中的胶束状聚集体结构优选具有从3nm至300nm的最大尺寸[或对于球形胶束而言为直径]。该嵌段共聚物胶束最优选地具有从10nm至100nm的最大尺寸[或对于球形胶束而言为直径]。
在一个优选的实施方案中，用于组合物中的聚合物通过受控的活性自由基聚合反应来制备。
在根据本发明使用的组合物中，该液体介质可包括水、水和有机溶剂、有机溶剂或溶剂混合物、或不含水的有机溶剂；其中该嵌段共聚物优选在胶束形成之前完全溶解于液体介质中。
待涂覆的细小物质的例子为需要保护以免受其环境影响的物体，例如可与含水配制品不相容的水溶性有机晶体以及可与配制品中的其他成分反应从而导致粘度增加和配制品储藏期限缩短的粒子。
实用的产品可为农用化学品、洗涤化学品、化妆品、食品添加剂、油漆和涂料添加剂、用于油漆的杀生物剂、医药和其他可用于各种领域的粒子。由形成胶束的聚合物制备的新颖的涂层可以各种方式应用。涂覆的粒子可通过选择嵌段共聚物而更有效地定向粘附至基底，如靶向农业中（例如昆虫表皮、叶面或真菌病原体）或制药中（用于递送至特定靶器官或保护试剂以递送通过哺乳动物胃从而用于随后在消化系统中选择性和保护性的递送）或洗涤业中（用于在洗涤周期的适当时间点释放试剂）的特定基底。此外，有效涂覆的粒子赋予系统更大的胶体稳定性，从而允许在与其他组分混合时稳定性提高并改善。
其他合适的应用包括（但不限于）：缓释和控释用途，例如：在医药领域中，例如耐酸结构（口服给药通过胃中的低pH）、保护易分解活性成分、通过胶束层的假零级释放以及抗Ostwald熟化配制品；化妆品；香料，例如减缓头香的挥发或缓释和使浓烈气味降至最低；对纤维素具有亲和力并在洗涤过程中捕集在纺织物表面上的粒子；调味剂，例如用于防止氧化的光稳定物（light stabilised）；自修复涂层，例如诱导破裂以释放修复损坏的树脂的粒子；无碳复印纸；新颖的、双重口味和质地食品，例如在口中溶解并释放新味道的粒子；压敏粘合剂；密封剂；营养品（例如提高复合物分子的生物利用率和保护诸如维生素、益生菌和其他食品添加剂之类的敏感分子）；具有光敏性和热敏性的调色剂油墨；纺织物涂料，例如用于改变渗透性；防污涂料；表面保护性涂料，例如用于改善耐刮擦性或耐磨性；以及建筑材料，例如墙板、石膏板和水泥。
熟知的是，液体洗涤配制品中的不同组分之间的化学不相容性可导致这些配制品不稳定。具体地讲，广泛用于粉末洗涤配制品中的洗涤漂白活化剂，诸如（但不限于）四乙酰乙二胺（TAED），与液体衣物洗涤剂不相容。漂白活化剂、前体和催化剂在许多液体配制品中往往不稳定，并且虽然液体配制品中的表面活性剂是稳定的，但它们可与漂白剂或漂白活化剂化学物或催化剂或它们的衍生物反应。一种解决方法是将固体形式漂白活化剂作为单独部分添加至液体衣物洗涤剂中，但这对于消费者而言是不便利的。本发明提供保护固体漂白活化剂以免除与水和其他液体洗涤剂组分的相互作用的方法，使得能够配制稳定的液体洗涤剂。
对于油漆和涂料行业，并且尤其是用于海洋应用，杀生物剂和防污剂的缓释是商业关注点。已用作船用的防污剂的杀生物剂的一个例子是DCOIT（4,5-二氯-2-正辛基-3(2H)-异噻唑啉酮）。这种活性物质在海水中具有极为希望的较低的溶解度，然而其在用于油漆配制品的溶剂（例如二甲苯）中，为极其可溶的。这意味着，它可能与配制品中的油漆粘结剂反应并且可增加油漆粘度或引起油漆塑化。船舶油漆制造商将从这种杀生物剂获益，该杀生物剂改善油漆的罐装稳定性并在涂覆至航海船舶上之后采用缓释活性物质。本发明提供了保护杀生物剂以免受油漆配制品中的其他活性成分的影响的手段并且提供在海水中缓释的手段。
将医药活性成分（APIs）安全递送至哺乳动物体内的预期靶位点是商业尚未满足的需求和科学研究的主要领域。在许多情况下，需要保护API以避免其与其环境相互作用，从而防止不需要的化学反应或在体内不恰当的位点或以不适当的速率生物利用所述活性物质。该问题的一个解决方法是将API配制品成片剂并且给片剂添加保护性或肠溶性涂层。这可为次佳方案，原因有多个，包括患者对非片剂配制品的偏好以及药物过量的潜在风险[肠溶性涂层失效的情况下]。本发明使能对单个API晶体进行涂覆，从而使得可以配制成胶囊而不是片剂并且将药物过量的风险降至最低[因为药物过量将需要涂层在单独涂覆的API晶体上失效多次而不是在片剂上仅失效一次即可]。
诸如布洛芬和双氯芬酸之类的非甾体类抗炎药(NSAIDs)的给药受限，是因为在较高剂量下，诸如胃糜烂、血小板机能不全、血小板减少症和水肿之类的副作用可变得严重。
维生素C也称为抗坏血酸、抗坏血酸盐和抗坏血酸阴离子。它为α-酮基内酯的烯醇形式。由于其高还原能力，维生素C在生理上作为水溶性抗氧化剂发挥作用。它起到单态氧淬灭剂的作用并且能够再生维生素E。维生素C之所以称为抗氧化剂，是因为其能够淬灭或稳定自由基，否则这些自由基可随时间推移导致退行性疾病，包括癌症、心血管疾病和白内障。
抗坏血酸特性因其高反应性以及因而具有的较差溶液稳定性而削弱，高反应性和较差溶液稳定性可导致食品加工过程中的严重损失。抗坏血酸可在存在氧的情况下或通过自由基介导的氧化过程迅速降解。该过程被过渡金属离子（尤其是铁和铜）强效催化，从而导致抗坏血酸盐的迅速破坏。氧化还在中性pH和中性以上pH下被加速。破坏可由于存在酶（例如抗坏血酸盐氧化酶和抗坏血酸盐过氧化物酶）而发生。
食品行业可采用微胶囊技术来生产营养更完整的食品。微胶囊化的营养物质的特性将允许食品加工机在开发具有较高营养价值的食品方面具有更大的灵活性和控制能力。抗坏血酸广泛地加入多种食物产品中以用于两种截然不同的目的：作为维生素补充剂以增强膳食维生素C摄入以及作为抗氧化剂以保护食物自身的感官和营养品质。
本发明允许对抗坏血酸或其他食物补充剂的单个晶体进行涂覆以作为营养强化应用于食品行业中。涂覆的粒子可以干燥形式掺入到蛋糕粉、布丁、胶质类甜品、口香糖、奶粉、果胶、宠物食品或早餐谷类食物中，简而言之，掺入到具有低水活度的产品中。
根据本发明的组合物可合适地为农用化学品配制品；该农用化学品配制品可包含农用化学品活性成分（例如杀真菌剂、除草剂、杀虫剂或植物生长调节剂）或它可包含用于增强农用化学品的生物性能的辅剂[作为辅剂存在于相同配制品中或通过分开的配制品施加]。该组合物可以按在使用前稀释或分散于喷雾罐中的浓缩物的形式存在，但也可以制成即用型组合物。通常用水进行最终稀释，但是可以取代水，或者除了水，还可以使用例如液体肥料、微量营养素、生物有机体、油或溶剂。这些组合物可以选自多种配制品类型，其中很多从Manual on Development and Use of FAO Specifications for Plant ProtectionProducts（关于植物保护产品的FAO标准的发展和使用的手册，第5版，1999年）中得知。这些类型包括粉剂(DP)、可溶性粉剂(SP)、水溶性粒子剂(SG)、水分散性粒子剂(WG)、可湿性粉剂(WP)、粒子剂(GR)（缓释或速释）、可分散性浓缩剂(DC)、悬浮浓缩剂(SC)、胶囊悬浮剂（CS；在这种情况下，粒子为微胶囊）和种子处理配制品。该农用化学品配制品可用于控制或对抗有害生物[农业有害生物的例子包括有害的植物（杂草）、昆虫和真菌]。
作为另一个实施方案，胶束包含一个芯以及一个化学性质不同的冠状物。可以利用这种不同以达到另外的有益效果。该胶束芯可以选择性地用溶于（或可通过合适的溶剂溶解）芯化学成分的组分填充。例如，通过这种技术施加光稳定剂（通过将光稳定剂掺入到随后涂覆到晶体表面上的胶束芯中）将改善稳定敏感化学成分以对抗光催化降解的能力。杀有害生物剂的结晶粒子的土壤移动性可类似地通过将稳定的聚合物胶束涂覆到晶体表面上（任选地与添加的可促进改善土壤移动性的特定表面活性剂结合）而增大。在一些情况下，杀有害生物剂可由于光催化降解过于迅速而引起植物毒性响应（例如在棉花中）。以这种方式用包含光稳定剂的聚合物胶束涂覆晶体可降低降解速率。
因此，在另一方面，本发明提供了如本文所述的结晶粒子，其中该胶束的芯包含如下一种化学物，该化学物可为防光物、生物活性化合物或辅剂（例如用于改善或控制农用化学品的生物性能的辅剂）。
此外，涂覆的结晶粒子可为一种生物化学化合物[例如农用化学品]，而该胶束芯可填充有另一种生物活性化合物[例如农用化学品]。作为替代方案两种或更多种不同的生物活性化合物[例如农用化学品]可作为根据本发明的涂覆的粒子混合在一起，其方式使得该胶束状涂层克服任何潜在的不相容问题[例如物理或化学不相容]。
在另一方面，将这种嵌段共聚物胶束系统涂覆到基底上的能力提供如下简练程序，该程序过程通过将一种包含第一活性物质的聚合物胶束涂覆到一种第二活性物质的晶体表面（可选地另外的活性物质处于溶解的或其他分散的状态）上来制备混合的产物。此外，这种涂覆的聚合物系统然后可施加至可需要保护以免受攻击的相关表面（例如木材）或施加到可能需要持久的屏障（例如以防止白蚁、蚂蚁或蜘蛛进入或在敏感情况下-例如墙板中/上的杀真菌剂情况下防止真菌生长）的表面上。
此外，非限制性的作物保护应用导致以下情形的粒子涂层：通过改变两种或更多种活性成分的相关利用率来降低拮抗、触发释放潜能-触发物可为pH、光、水、酶-以及改变释放分布。这些释放速率改变可以是有可能的，不仅在本发明的产品中发生而且可在随后施用时（例如施用至种子-通过涂层技术触发从种子释放-触发物可为pH、光、水或酶）。待涂覆的粒子的尺寸范围可相差极大。在粒子为有机晶体的情况下，尺寸范围通常可为从10nm至500μm，优选为500nm至100μm（但大于500μm的原药材料也可以被涂覆并在预制粒阶段用于一些应用（例如制药）以保护材料）。该尺寸可限定为粒子的最大尺寸。因此，在本发明的另一方面，粒子的最大尺寸为从10nm至5mm。当晶体尺寸较小时，涂覆粒子的胶束粒度被选择为必须甚至更小。在粒子为颗粒（或喷雾凝聚的颗粒）的情况下，该尺寸可从约50μm变化至几mm。
这种技术的用途可适应于用亲水性聚合物系统涂覆难溶性粒子，诸如药物活性物质，包括（但不限于）灰黄霉素、曲格列酮、非洛地平和酮康唑（它们各自具有极低的水溶解性和缓慢溶出速率）。这是增加溶出速率的便利方法，
因为该系统获益于更高表面积和降低的表面/界面张力。
本发明通过以下实例示出。
实例1：聚合物和嵌段共聚物的制备。
1A.制备具有疏水性嵌段A和亲水性嵌段B的嵌段共聚物。
该实例中描述的共聚物具有一个疏水性嵌段。该嵌段可包含一种或多种单体，例如；苯乙烯和苯乙烯衍生物、甲基丙烯酸酯和衍生物，例如甲基丙烯酸丁酯(BuMA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、甲基丙烯酸乙基己酯(EHMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及环氧丙烷(PO)。本领域的技术人员将会认识到，该实例中描述的合成并不限于此处列出的单体。
对于该实例中描述的聚合物，该亲水性嵌段由甲基丙烯酸(MAA)或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMA)构成，但本领域的技术人员将理解，也可以使用导致亲水性嵌段的其他单体。本文所用的共聚物根据专利申请WO08071957和WO10038046中所述的方案来制备。这些嵌段共聚物可使用受控的活性聚合技术制备，这些受控的活性聚合技术例如可合成良好限定的均聚物和嵌段共聚物的基团转移聚合(GTP)、原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧自由基调控聚合(NMP)和电子转移活化再生(ARGET)或电子转移活化生成(AGET)。该实例中，除了专利申请WO08071957和WO10038046中所述的结构以外，还通过使用可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂2-氰基异丙基二硫代苯甲酸酯(CPDB)的可逆加成断裂链转移聚合制备新的共聚物结构。虽然当前实例使用RAFT试剂CPDB制备嵌段共聚物，但本领域的技术人员将认识到还可以使用其他RAFT试剂。
除了受控的自由基聚合以外，就诸如环氧丙烷之类的杂环单体而言，还可以使用开环聚合技术。新制备的共聚物的组成例子在表1.2中给出。
RAFT合成聚(BuMA-嵌段-MAA)共聚物：P(BuMA-b-MAA)
使用CPDB作为一种链转移剂，偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂以及丙-2-醇(IPA)作为溶剂，通过RAFT聚合制备了一系列的聚[BuMAx-b-MAAy]共聚物。该合成为两步骤过程。首先，合成疏水性嵌段(BuMA)，然后由PBuMA均聚物引发亲水性嵌段(MAA)的合成。
a)疏水性嵌段PBuMA的合成。
将BuMA（15g,105mmol,69eq）、CPDB(0.37g,1.51mmol,1eq)、AIBN(0.12g,0.75mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，6.33g,105mmol）加入一个包含配备有冷却柱的磁力搅拌器的两颈烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气并在氮气氛下在恒温控制的油浴中于90℃下加热。将反应保持搅拌最少2小时30分钟（在该实例中2小时45分钟）。取出粗混合物的样品并通过尺寸排阻色谱法（SEC-参见图1.4）和1H NMR（CDCl3-参见图1.1）进行分析。通过在CDCl3中1H NMR测定，转化率为98.3%，因此所得产物为P(BuMA)x均聚物，其中x=68。
b)由疏水性嵌段合成亲水性嵌段
在第一合成结束前的30分钟，将MAA（7.78g,90.4mmol,59.9eq），AIBN(0.12g,0.75mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，36.2g,603mmol）加入另一个包含磁力搅拌器的烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气。
在第一合成结束时（在该实例中2小时45分钟），将恒温控制的油浴移除以停止聚合。然后将包含第二单体的混合物经由套管转移至初始的两颈烧瓶中。将该烧瓶再次在氮气氛下在恒温控制的油浴（配备有冷却柱）中于85℃下加热以进行共聚物的第二嵌段的制备。在最少2小时30分钟（在该实例中2小时45分钟）之后，取出粗混合物的样品并通过1HNMR（DMSO-参见图1.3）和SEC（图1.4）进行分析。
通过在DMSO中的1H NMR测定，转化率为93%。所得产物确定为P(BuMAx-b-MAAy)共聚物，其中x=68且y=55。
还制备了其他P(BuMAx-b-MAAy)聚合物，其中x=59且y=54以及其中x=127且y=51。相应的P(BuMAx-b-MAAy)共聚物的族性结构给出如下式1.2：
式1.2：合成的P(BuMAx-b-MAAy)的族性结构
该P(BuMAx-b-MAAy)共聚物还可以通过NMP、ATRP、GTP或间接阴离子聚合来制备。表征
使用尺寸排阻色谱法（SEC）确定数均摩尔质量（Mn）并且因此用于证明摩尔质量由于在RAFT聚合期间加成第二嵌段而增加。SEC还用于确定聚合物和共聚物的多分散性指数（PDI=Mw/Mn，其中Mw为重均摩尔质量），低PDI为获得规则排列的胶束所必须。
将样品注入SEC设备中。按照如下所述进行（2PL凝胶5μm Mixed-c柱）分析
洗脱液由THF组成（洗脱流速：1mL/min，运行时间：30分钟）。
利用基于聚(甲基丙烯酸甲酯)的校准曲线进行计算（用于数据分析）。
在注入包含甲基丙烯酸单元的聚合物样品之前，使用三甲基甲硅烷基重氮甲烷作为甲基化剂进行甲基化反应以将酸基团转化成甲基酯，从而使聚合物溶解于THF中以进行分析。
将样品（20mg）溶解于洗脱液中，然后用0.2μm PTFE过滤器过滤到SEC小瓶中。
SEC色谱图的例子在图1.4中给出。显示了第一嵌段P(BuMA)的SEC色谱图和共聚物P(BuMA-b-MAA)的色谱图。所观察到的色谱图变化符合两步骤之间的链延长。
表1.1：通过SEC获得的一些聚合物的多分散性指数(PDI)的指示描述于表1.2和1.3中。
质子核磁共振（1H NMR）用于确定每个聚合反应的转化率并且因此用于计算每种嵌段的聚合度（以数字表示：DPn）。
使用500MHz设备（Bruker）在CDCl3（针对均聚物）或DMSO（针对共聚物）中进行1HNMR。
带有单体和聚合物峰的位置的NMR图谱在图1.1和1.3中给出。
通过RAFT合成制备其他共聚物。
合成了各种嵌段共聚物。疏水性嵌段得自苯乙烯以及各种基于甲基丙烯酸酯的单体，例如TFEMA和EHMA。亲水性嵌段每次均由MAA、HEMA或DMA单元构成。
使用以上针对合成P(BuMAx-b-MAAy)所述的方法，该方法导致成功合成P(TFEMAx-b-MAAy)、P(EHMAx-b-MAAy)、P(MMAx-b-DMAy)和P(BuMAx-b-DMAy)。转化速率、嵌段大小和反应时间在表1.2中给出：
表1.2
表1.2：根据1H NMR的合成和组成数据BuMA：甲基丙烯酸正丁酯；MAA：甲基丙烯酸；TFEMA：甲基丙烯酸三氟乙酯；DMA：N,N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯；MMA：甲基丙烯酸甲酯；EHMA:甲基丙烯酸2-乙基己酯；Sty：苯乙烯；HEMA：甲基丙烯酸-2-羟乙酯；Conv.：以%给出的转化率；DPn th:目标聚合度；DPn exp:计算聚合度；
i)当具有DMA嵌段的共聚物分散于低pH水溶液中时，该共聚物也可以归类为两亲性共聚物。
ii)在DMF而不是IPA中进行合成。
1b:具有两种疏水性嵌段A和B的嵌段共聚物的制备
按照与实例1中部分1a所述的用于制备P(BuMAx-b-MAAy)共聚物相同的方法来制备具有两种疏水性嵌段的嵌段共聚物。通过该方法制备的结构的实例列于表1.3中：
表1.3
表1.3：根据1H NMR的合成和组成数据；EHMA：甲基丙烯酸2-乙基己酯；LMA：甲基丙烯酸月桂酯；ODMA：甲基丙烯酸十八烷基酯；Conv.：以%给出的转化率；DPn th：理论聚合度；DPn exp：测量的实验聚合度；(i)使用RAFT在甲苯中进行合成
实例2：证明胶束在水性系统或极性溶剂中形成
可以通过多种途径由实例1的共聚物形成胶束状聚集体。一种这样的途径描述如下。使用Malvern Nano Zetasizer进行粒度分布测量以证明共聚物在基于水的混合物中的溶液或共聚物在诸如甲苯、乙酸乙酯、十二烷、己烷、Exxsol D140、Solvesso200ND和IsoparV之类的有机溶剂中的溶液的胶束形成。
胶束的制备和表征
1.在轻微搅拌（例如使用设置为低速的磁力搅拌器搅拌1小时）的辅助下，将共聚物溶解于良好溶剂中。
2.当共聚物已溶解，逐滴加入一种第二溶剂直到其达到足够大的量从而使其变为连续相。该第二溶剂选择为一种共聚物嵌段的不良溶剂而为另一种嵌段的良好溶剂，从而引起胶束形成。
3.为了确保达到平衡，使用设置为低速的磁力搅拌器将混合物轻轻搅拌2小时。在此阶段结束时，形成了稳定胶束。以下部分详述用于由实例1的共聚物在一系列溶剂中形成胶束的精确条件。
表2.1示出了用于本实验的共聚物的结构，胶束溶液的浓度以及记录的溶液中胶束粒度。
水性系统和极性溶剂
1.将共聚物溶解为在水或乙醇中为1wt%的溶液。如专利申请WO08071957和WO10038046中所述，如果共聚物不直接溶解于水或其他有机溶剂中，则使用乙醇（8wt%）。
2.以逐滴方式加入一种第二溶剂（在这种情况下，为水、甲醇或乙酸乙酯）直到达到0.05wt%-1wt%的浓度。
3.使用设置为低速的磁力搅拌器将溶液轻轻搅拌至少2小时，以允许胶束稳定在溶液中。
为了确保使用Malvern Nano Zetasizer进行准确的测量，重要的是对于给定的共聚物溶液具有恰当的浓度。本文中实例的最佳浓度范围示出为0.05wt%-1wt%。表2.1中的粒度分布测定显示共聚物形成了胶束，因为最小直径为6nm-11nm，而如果共聚物以单聚体形式存在，直径将小于5nm。
表2.1
表2,1得自分散于水性和极性介质中的共聚物的Zetasizer数据。i)由水溶液进行的测量；ii)由甲醇溶液进行的测量；iii)由乙酸乙酯溶液进行的测量。
测定结果使用Malvern Zetasizer收集。
表2.1中的数据表明共聚物胶束可在一系列的极性溶剂中形成，胶束粒度在从6nm至108nm范围。
实例3.水性系统中的涂层晶体
3.a.使用一层包含阳离子电荷的均聚物和一层负极性共聚物逐层涂覆晶体
使用两层共聚物涂覆粒度分布为大约2.5-5μm的噻虫嗪晶体(TMX)（图3.1）。
首先，将包含阳离子电荷的聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDADMAC)均聚物层施加至晶体上。然后，按照如下所述方案施加负极性共聚物P(BuMA(15)-b-MAA(120))的层。
所述涂覆方案要求待涂覆的晶体保持分散于液体介质中。该实例中，TMX在水中涂覆。由于TMX在水中溶解高达4.1克/升，所以以比4.1克/升高得多的浓度制备TMX的饱和储液。实验程序详述如下：
1.将1g带负电的TMX粒子放置于10ml的TMX饱和储液中。
2.将10ml PDADMAC溶液(0.35wt%)加入TMX溶液中。
3.将样品翻滚30分钟。
4.然后将样品以2000rpm离心2分钟以将粒子沉积到管底部。
5.离心后，移除15ml上清液。
6.用15ml TMX饱和储液来替代。
7.将样品翻滚30分钟。
8.然后将样品以2000rpm离心2分钟以将粒子沉积到管底部。
9.离心后，移除15ml上清液。
10.然后通过添加5ml TMX饱和储液将溶液浓度恢复到10ml。
11.将10ml的1wt%的P(BuMA(15)-b-MAA(120))溶液添加到TMX溶液中。
12.将样品翻滚30分钟。
13.然后将样品以2000rpm离心2分钟以将粒子沉积到管底部。
14.离心后，移除15ml上清液。
15.用15ml TMX饱和储液来替代。
16.将样品翻滚30分钟。
17.然后将样品以2000rpm离心2分钟以将粒子沉积到管底部。
18.离心后，移除15ml上清液。
19.然后通过添加5ml TMX饱和储液将溶液浓度恢复到10ml。
注意：使用35wt%氨溶液或0.1M氢氧化钾（KOH）水溶液将各溶液的pH调节至pH9并保持在pH9。
取出步骤8中的混合物样品并通过扫描电子显微镜进行分析。这种最终涂层的照片示于图3.2a和图3.2b中。
图3.2清楚地示出胶束沉积在TMX晶体的所有表面、拐角和边缘上，如相比于图3.1中示出的未涂覆的TMX晶体的不平表面特征和圆化的边缘所指示的。
3.b.使用一层包含阳离子电荷的共聚物和一层负极性共聚物逐层涂覆晶体
实例3a的助粘剂PDADMAC可用阳离子带电的共聚物代替并且通过重复3a的过程以沉积双层共聚物胶束。在该实例中，先沉积第一层阳离子共聚物PDEA(26)-b-PDMA（74个非季铵化的单元和+22个季铵化的单元），然后沉积第二层阴离子共聚物PDPA(90)-b-PMAA(50)；PDEA是指聚(N,N’-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)，PDMA是指聚(N,N’-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯)，PDPA是指聚(甲基丙烯酸二异丙基氨乙酯)以及PMAA是指聚甲基丙烯酸。图3.3示出涂层覆盖所有晶体表面、拐角和边缘。
图3.3a中清楚地示出胶束存在于TMX晶体的所有表面上，并且图3.3b和3.1b的比较示出晶体表面已明显地被表面涂层改变。
涂覆的TMX粒子的ζ电位测定
顺序共聚物层在TMX晶体表面上的沉积可通过ζ电位测定来证明，因为每个层具有不同的电荷，(PDEA(26)-b-PDMA(74+22)具有正电荷而PDPA(90)-b-PMAA(50)具有负电荷。使用ζ电位测定可以追踪至少5个交替带电层的沉积，如图3.4中所示。
使用均聚物或共聚物层作为后续沉积一种第二共聚物层的促粘预处理，在TMX和四乙酰基乙二胺(TAED)上进行涂覆程序。此外，若干类型的共聚物参与该涂覆程序，从而表明该程序是灵活且容易适应的。表3.1汇总了使用以上概述的涂覆程序制备的一系列系统。图3.5-3.7证明胶束沉积到TMX和TAED的所有表面上。
表3.1
TMX：噻虫嗪；TAED：四乙酰基乙二胺；PBuMA：聚甲基丙烯酸正丁酯；
PDAMAC：聚(二烯丙基二甲基氯化铵)；PDEA：聚(N,N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)；PDMA：聚(N,N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯)；PDPA：聚(N,N’-二异丙基氨乙基甲基丙烯酸酯)；PMAA:聚甲基丙烯酸；PTFEMA：聚(甲基丙烯酸三氟乙酯)。
表3.1：根据本发明中所述的程序涂覆的晶体的说明。
实例4：交联和溶解特征曲线的改变
交联被描述为AB两嵌段共聚物的链间物理和/或化学相互作用。交联可发生在胶束的芯中、胶束的冠状物中和/或两个邻接的胶束的冠状物之间。
在该实例中，共聚物胶束的交联用于降低涂覆的结晶物质在水中的溶解度。包含AB两嵌段共聚物的胶束在水性和油性液体介质中沉积到结晶物质（例如医药或农用化学品）的晶体表面上。将直链环状二胺分子加成到该系统上导致了胶束涂层的拓扑结构改变。这还导致了结晶物质在水中的释放速率降低。
A)在水性系统中交联的实例
使用实例3a中所述的方案，用聚(BuMA58-b-MAA54)涂覆TMX。在涂覆样品之后，按照如下所述的程序进行交联。
1.将二胺化合物（质量和与共聚物中MAA官能的摩尔比参见表4.1）加入溶液（1g涂覆的TMX于10ml TMX饱和储液中）中并翻滚48小时。
2.然后将混合物以2000rpm离心2分钟并移除大约8ml的上清液。加入相同量的TMX饱和储液，并将混合物再次翻滚30分钟。
3.然后将混合物以2000rpm离心2分钟并移除8ml的上清液，再添加8ml的TMX饱和储液。
4.将样品在真空下于50℃干燥8小时，从而移除所有溶剂。
在交联前后对涂覆的粒子进行目视释放测试（即观察溶解速度和溶解程度）。发现交联的样品以比未交联的样品慢的速率溶解。
在置于水中8小时之前和之后称量交联和未交联的样品，以测量重量损失百分比。结果示于表4.1中。这些结果确认了释放速率目视观察结果：相比于涂覆有未交联的共聚物的样品，涂覆有交联的共聚物的TMX样品显示较小的重量损失，换句话讲溶解较少。
表4.1
表4.1：涂覆的TMX粒子的重量损失百分比
为了进行释放速率分析，将各样品准确称取45-55mg到60ml粉末广口瓶中并在时间零时加入50ml分散剂溶液（0.1%w/w气溶胶OTB、0.5%w/w Morwet D425于DI水中）。然后将样品放置在以20rpm运转的辊上。通过取出3ml溶液并使其通过0.45μm注射过滤器来对溶液中的TMX进行时间点测定。然后通过HPLC分析滤液以确定TMX浓度。使用Agilent1100（配备有自动注射器）、得自ACE、零件编号为ACE-111-0503的50X3.0mm ACE3μm C18柱以及(A)乙腈+0.1%甲酸和(B)ASTM II Water+0.1%甲酸作为流动相来进行HPLC分析。使用5μl注射载量和40℃的柱温进行分析。在一系列时间点采集数据。
通过将准确称量的30-50mg各干燥粉末称取到铝称量舟皿中来确定样品的总TMX含量。然后将称量舟皿放置在容量瓶中，并加入乙腈50ml。将容量瓶轻轻涡旋直到形成无色溶液。使用如上所述的HPLC条件分析该溶液。
表4.2以TMX总浓度的百分比形式示出1、8和24小时后的TMX释放量，如通过上述方法所测定。
表4.2
表4.2：以测量的总含量百分比形式示出的在时间段1、4和24小时释放的噻虫嗪量。两种交联剂均以1:1.5的COOH官能比二胺的摩尔比存在。
实例5：证明使用共聚物胶束使聚合物沉积增加
使用实例3中所述的涂覆程序将4层均聚物电解质(PDADMAC/PNaSS/PDADMAC/PNaSS)沉积到TMX晶体上，样品5.1；以及将4层共聚物胶束（P(BuMA26-DMAEMA95（50%季铵化的）/P(BuMA15-MAA120)/(P(BuMA26-DMAEMA95（50%季铵化的）/P(BuMA15-MAA120)沉积到TMX晶体上，样品5.2。
然后将样品在（低于大气压1000mbar）的真空烘箱中于40℃下干燥过夜。在此期间过后，观察到液体已被移除并且留下干燥的经涂覆的TMX粒子。将各干燥粉末准确称取30-50mg到铝称量舟皿中。然后将称量舟皿放置在容量瓶中，并加入50ml乙腈。将容量瓶轻轻涡旋直到形成无色溶液。对该溶液进行分析以确定存在的TMX总含量。使用Agilent1100（配备有自动注射器）、得自ACE、零件编号为ACE-111-0503的50X3.0mm ACE3μm C18柱以及(A)乙腈+0.1%甲酸和(B)ASTM II Water+0.1%甲酸作为流动相来进行HPLC分析。使用5μL注射载量和40℃的柱温进行分析。表5.1详细说明分析过程中使用的流动相比率。
表5.1
表5.1：用于TMX总含量分析的流动相比率。
TMX样品的总含量示于表5.2中
表5.2
表5.2被4层(a)均聚物涂覆的样品的噻虫嗪(TMX)总含量；和(b)被4层共聚物胶束涂覆的样品的噻虫嗪(TMX)总含量。
表5.2清楚地表明使用共聚物胶束已沉积的共聚物重量比使用均聚物多6倍以上。
实例6：通过化学加成增加胶束粒度
很好地确定的是，可以通过加成分配到胶束芯的化学物来增加胶束粒度。在该实例中，我们证明来自实例1中的共聚物的胶束可以用化学物填充使得观察到粒度增加。在这种化学物存在的情况下观察到粒度改变进一步证明胶束的存在。
在120ml带螺旋盖的广口瓶中，在搅拌下将共聚物(0.1g,0.5wt%)溶解于乙醇(1.6g,8wt%)中。一直处于搅拌下，将水(18.5g,91.5wt%)逐滴添加到该混合物中。当混合物变得浑浊时，停止搅拌。最终，将苯乙烯（40g，两倍于水溶液的质量）倒在水相上。使该两相系统平衡两天。使用吸管吸取包含填充的胶束的下相并储存以用于进一步分析和/或使用。（给出相对于水的重量百分比）使用Malvern Nano Zetasizer监测加成化学物后共聚物胶束的尺寸。在第一种情况下，将苯乙烯加成到P(BuMA15-b-MAA120)的共聚物胶束上。表6.1中所示的粒度分布测量结果显示最小胶束直径从20nm增加至30nm。
正如预期的，通过使用具有更大疏水芯的胶束，例如由共聚物P(BuMA127-b-MAA51)形成的那些，可以获得更大的胶束粒度增加。在这种情况下，表6.1中所示的粒度分布测量结果表明胶束的平均粒度增加29%。
表6.1
表6.1在用苯乙烯填充共聚物胶束前后的粒度分布测量结果
在苯乙烯存在的情况下胶束粒度增加进一步证明胶束已形成。
实例7：灰黄霉素晶体的涂覆
使用部分3a中所述的方案，用两层共聚物涂覆灰黄霉素晶体。
所用的共聚物为0.4wt%、1wt%、2.5wt%和5wt%的聚(BuMA60-b-MAA55)和聚(BuMa15-b-MAA120)。
证明以0.35wt%的PDADMAC和1wt%的聚(BuMA15-b-MAA120)涂覆灰黄霉素的SEM图像可见于图7.1中。
实例8-靶向递送光保护剂至晶体表面
胶束芯可填充为膨胀的，如实例6中所证明的。在该实例中，通过添加光保护剂使胶束粒度增加并且证明了对于涂覆有这种填充的胶束的农用化学品的光稳定性的影响。可在用共聚物胶束涂覆活性成分之前或之后添加光稳定剂。
为了在涂覆之前填充胶束，制备了聚(BuMA15-b-MAA120)于乙醇中的溶液（1g聚合物，8g乙醇），向该溶液中添加0.5g的2,6-二-丁基-4-甲基-苯酚。在完全溶解之后，添加水和氨溶液(35%wt)以制备pH9的1%wt共聚物溶液。然后采用以下方法使用该胶束溶液涂覆0.86g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐粒子。
1.将1g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐粒子放置于10ml的去离子水中并轻轻涡旋以分散粒子。
2.将10ml的上述P(BuMA(15)-b-MAA(120))/2,6-二-丁基-4-甲基-苯酚溶液添加至甲氨基阿维菌素苯甲酸盐分散体中。
3.将样品翻滚30分钟。
本领域的技术人员将认识到，可任选地添加促粘剂。本领域的技术人员还将认识到，对于该实例填充胶束并未优化并且可以使胶束进一步膨胀。
后填充方法描述如下。
1.用水制备pH9的1%wt聚(BuMA15-b-MAA120)胶束溶液（1%wt聚合物、8%wt乙醇、91%wt水/氨溶液）。
2.称出0.86g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐并放置于离心管中，然后添加8.6ml水。
3.然后将样品轻轻涡旋以缓慢分散活性物质。
4.添加8.6ml的1%胶束溶液并将样品翻滚30分钟。
5.然后添加0.22g的2,6-二-丁基-4-甲基-苯酚和1.72g的木质素磺酸盐[PolyfonTMH]，并将分散体翻滚直至均匀（在该实例中将样品翻转1小时）。
涂覆的样品的SEM表征证明填充的共聚物胶束与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐结晶粒子缔合，图8.1。
涂覆的样品的光稳定性通过照射样品并测定甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的剩余浓度来评估，通过采集多个时间点的数据，可以确定照射下的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的半衰期。
在超纯水中制备甲氨基阿维菌素苯甲酸盐分散体的50ppm稀释液。将8x2μl的这些稀释液液滴施加至玻璃显微镜载片上并以750W/m2进行照射，在0、1h、3h、6h、17h和25h照射后取出样品。使用40/50/10MeCN/0.1%H3PO4/THF溶剂从载片移除沉积物并通过反相LC与MS检测进行分析。按照如下制备标准物：
将8×2μl施加溶液液滴直接加入液相色谱小瓶中，并立即添加溶剂，然后保存在4℃直至分析。
零时刻样品这样来制备：将8×2μl施加溶液液滴分配到玻璃显微镜载片上，使溶剂挥发并立即通过浸入到净洗溶剂中将沉积物移除。
表8.1证明胶束芯中的光保护剂对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的半衰期的影响。
表8.1共聚物胶束和光保护剂对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的半衰期的影响。
实例9：用于在极性液体中形成胶束的聚合物和嵌段共聚物的制备
本发明的表面处理为疏水的。该实例中所述共聚物为包含一种基本上疏水的嵌段A和一种基本上疏水或亲水的嵌段B的AB嵌段共聚物，这些嵌段B相比于嵌段A对共聚物分散于其中的液体介质具有不同的亲和力或在该液体介质中具有不同的溶解度参数，从而使得在液体介质中形成胶束。
嵌段A可由一种或多种单体形成，该单体例如；苯乙烯(S)和苯乙烯衍生物、甲基丙烯酸酯和衍生物，例如甲基丙烯酸-2-乙基己酯(EHMA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、甲基丙烯酸十八烷基酯(ODMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)以及环氧丙烷(PO)。本领域的技术人员将会认识到，该实例中描述的合成并不限于此处列出的单体。
在本实例中，疏水或亲水的嵌段B由甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)或甲基丙烯酸-2-乙基己酯构成，但本领域的技术人员将理解，还可以使用产生亲水性嵌段的其他单体。
本文所用的共聚物通过根据专利申请WO08071957和WO10038046中所述方案的可逆加成断裂链转移(RAFT)或通过根据WO2007/057620A1中所述方案的氮氧自由基调控聚合(NMP)来制备。因此嵌段共聚物可使用受控的活性聚合技术制备，所述受控的活性聚合技术例如可合成良好限定的均聚物和嵌段共聚物的基团转移聚合(GTP)、原子转移自由基聚合(ATRP)、和电子转移活化再生(ARGET)或电子转移活化生成(AGET)。
新制备的共聚物的组成例子在表9.2中给出。
A)使用RAFT合成共聚物
在该实例中，除了WO08071957和WO10038046中所述的结构以外，还通过使用RAFT试剂2-氰基异丙基二硫代苯甲酸酯(CPDB)的RAFT聚合制备了新的共聚物结构。虽然当前实例使用CPDB制备嵌段共聚物，但本领域的技术人员将认识到还可以使用其他RAFT试剂。
RAFT合成聚(EHMA-嵌段-MAA)共聚物：P(EHMA-b-MAA)
使用CPDB作为一种链转移剂，偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂以及丙-2-醇(IPA)作为溶剂，通过RAFT聚合制备了一系列的聚[EHMAx-b-MAAy]共聚物。该合成为两步骤过程：首先，合成疏水性嵌段（EHMA），然后由PEHMA均聚物引发亲水性嵌段（MAA）的合成。
a)合成嵌段A：PEHMA。
将EHMA(15g,75.7mmol,60eq)、CPDB(0.31g,1.26mmol,1eq)、AIBN(0.10g,0.63mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，6.82g,114mmol）加入包含配备有冷却柱的磁力搅拌器的两颈烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气并在氮气氛下在恒温控制的油浴中于90℃下加热。将反应保持搅拌最少2小时30分钟（在该实例中3小时15分钟）。取出粗混合物的样品并通过尺寸排阻色谱法（SEC-参见图9.4）和质子核磁共振（1H NMR）进行分析。通过在CDCl3中1H NMR测定，转化率为98%，因此所得产物为P(EHMA)x均聚物，其中x=59。
b)由嵌段A合成嵌段B
在第一合成结束前的30分钟，将MAA(6.54g,76.0mmol,60q)、AIBN(0.10g,0.64mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，45.39g,757mmol）加入另一个包含磁力搅拌器的烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气。
在第一合成结束时（在本实例中3小时15分钟），将恒温控制的油浴移除以停止聚合。然后将包含第二单体的混合物经由套管转移至初始的两颈烧瓶中。将该烧瓶再次在氮气氛下在恒温控制的油浴（配备有冷却柱）中于85℃下加热以进行共聚物的第二嵌段的制备。在最少2小时30分钟（在该实例中2小时35分钟）之后，取出粗混合物的样品并通过1HNMR和SEC（图9.4）进行分析。
通过在DMSO中的1H NMR测定，转化率为88%。所得产物确定为P(EHMAx-b-MAAy)共聚物，其中x=59且y=53。
还制备了其他P(EHMAx-b-MAAy)聚合物，其中x=68且y=25以及其中x=33且y=21。相应的P(EHMAx-b-MAAy)共聚物的族性结构给出如下。
式9.1：通过RAFT合成的P(EHMAx-b-MAAy)的族性结构
该P(EHMAx-b-MAAy)共聚物还可以通过NMP、ATRP、GTP和间接阴离子聚合来制备。
通过RAFT合成制备其他共聚物。
合成了各种嵌段共聚物。嵌段A得自多种基于甲基丙烯酸酯的单体，例如EHMA、LMA、ODMA和TFEMA。嵌段B由诸如MAA和HEMA之类的亲水性单元或诸如EHMA的疏水性单体构成。在这种情况下，甲苯是用于合成的溶剂而不是异丙醇。
使用上述针对合成P(EHMAx-b-MAAy)的方法，该方法导致（例如）成功合成P(LMAx-b-EHMAy)和P(ODMAx-b-MAAy)。转化速率、嵌段大小和反应时间在表9.2中给出。
对于合成(PEHMA51-r-PGMA22)-b-PMAA47，使用以下方案：
a)合成嵌段A：PGMA和EHMA
将GMA（3.29g,23.2mmol,25.6eq）、EHMA(11.01g,55.6mmol,61.3eq)、CPDB(0.22g,1mmol,eq)、AIBN(0.08g,0.5mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，24.32g,407mmol）加入包含配备有冷却柱的磁力搅拌器的两颈烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气并在氮气氛下在恒温控制的油浴中于82℃下加热5小时，然后降低至70℃并保持另外16小时。移除样品用于NMR分析。通过在CDCl3中的1H NMR测定，转化率为93%GMA和89%EHMA。
b)由嵌段A合成嵌段B
在第一合成结束前30分钟，将MAA（4.7882g,55.6mmol,56.4eq）、AIBN(0.0771g,0.5mmol,0.5eq)和IPA（溶剂，24.5034g,408.7mmol）加入另一个包含磁力搅拌器的烧瓶中。将混合物通过氮气鼓泡进行脱气。
在第一合成结束时，将恒温控制的油浴移除以停止聚合。然后将包含第二单体的混合物经由套管转移至初始的两颈烧瓶中。将该烧瓶再次在氮气氛下在恒温控制的油浴（配备有冷却柱）中于82℃下加热4小时，然后降低至70℃并保持16小时以进行共聚物的第二嵌段的制备。聚合物在二乙基醚中沉淀析出，然后将其在40℃真空烘箱中进行干燥。
通过在DMSO中的1H NMR测定，MAA转化率为82%。所得产物确定为(PEHMAx-r-PGMAy)-b-PMAAz共聚物，其中x=51、y=22且z=47。
式9.2：通过RAFT合成的(PEHMAx-r-PGMAy)-b-PMAAz的族性结构
B)使用NMP合成共聚物
在该实例中，根据专利WO2007/057620A1中所述的方案，使用NMP试剂通过NMP聚合来制备新的共聚物结构。虽然当前实例使用制备嵌段共聚物，但本领域的技术人员将认识到还可以使用其他NMP试剂。
NMP合成PS x -b-(HEMA y -r-PS z )
在第一步中，使用以下条件合成目标聚合度为55的PS。将苯乙烯(15.00g,0.14mol)和(1.00g,2.62mmol)加入配备有磁力搅拌器的100ml圆底烧瓶中。将反应烧瓶通过氮气鼓泡脱气20分钟，然后在氮气氛下在恒温控制的油浴中于90℃下加热。在聚合78小时40分钟之后，取出样品并通过1H NMR(CDCl3)进行分析。通过在CDCl3中的1H NMR测定，转化率为76.9%，因此所得产物为PSx均聚物，其中x=42。
在该步骤结束时，加入15g氯仿以使PS溶解。将反应混合物逐滴在300ml冷甲醇中沉淀，然后过滤在滤纸上。将产物在真空烘箱中完全干燥。
在第二步中，将新合成的PS(1.00g,0.23mmol)、苯乙烯(0.24g,2.32mmol)、HEMA(2.95g,22.7mmol)和二甲基甲酰胺(DMF,4.02g,0.55mmol)加入配备有磁力搅拌器的50ml圆底烧瓶中。通过使用超声波浴(20min)将PS溶解于DMF中。将反应烧瓶通过氮气鼓泡脱气20分钟，然后在氮气氛下在恒温控制的油浴中于90℃下加热。在聚合18小时之后，取出一个样品并通过1H NMR(DMSO)进行分析。通过DMSO中的1H NMR测定，转化率对于HEMA而言为90.0%，而对于苯乙烯而言为8.0%，因此所得产物为PSx-b-(HEMAy-r-PSz)两嵌段共聚物，其中x=42、y=90且z=8。
在该步骤结束时，加入7ml DMF以使共聚物溶解。将反应混合物逐滴在300ml冷乙醚中沉淀，然后过滤在滤纸上。将产物在真空烘箱中完全干燥。
还制备了其他PSx-b-(HEMAy-r-PSz)，其中x=86、y=57且z=0以及其中x=74、y=30且z=10。相应的PSx-b-(HEMAy-r-PSz)共聚物的族性结构给出如下。
式9.3：合成的PSx-b-(HEMAy-r-PSz)的族性结构
C)表征
使用SEC确定数均摩尔质量(Mn)并且因此用于证明摩尔质量由于在聚合期间加成第二嵌段而增加。SEC还用于确定聚合物和共聚物的多分散性指数（PDI=Mw/Mn，其中Mw为重均摩尔质量），低PDI为获得规则排列的胶束所必须。将样品注入SEC设备（2PL gel5μmMixed-c柱）并按照如下所述进行分析。
对于P(EHMAx-b-MAAy)共聚物，洗脱液由四氢呋喃(THF)构成，而对于PSx-b-(HEMAy-r-PSz)共聚物，洗脱液由DMF构成（洗脱流速：1ml/min，运行时间：30分钟）。
利用基于聚(甲基丙烯酸甲酯)的校准曲线进行计算（用于数据分析）。
在注入包含甲基丙烯酸单元的聚合物样品之前，使用三甲基甲硅烷基重氮甲烷作为甲基化剂进行甲基化反应以将酸基团转化成甲基酯，从而使聚合物溶解于THF中以进行分析。
将样品(20mg)溶解于洗脱液中，然后用0.2μm PTFE过滤器过滤到SEC小瓶中。
SEC色谱图的例子在图9.3中给出。显示了第一嵌段P(EHMA)的SEC色谱图和共聚物P(EHMA-b-MAA)的色谱图。所观察到的色谱图变化符合两步骤之间的链延长。
表9.1
表9.1：通过SEC获得的一些聚合物的PDI的指示描述于表9.2中。
1H NMR用于确定每个聚合反应的转化率并且因此用于计算每种嵌段的聚合度（以数字表示：DPn）。
使用500MHz设备(Bruker)在CDCl3（针对均聚物）或DMSO（针对共聚物）中进行1HNMR。
表9.2
表9.2：根据1H NMR的合成和组成数据；EHMA:甲基丙烯酸2-乙基己酯；HEMA：甲基丙烯酸-2-羟乙酯；MAA：甲基丙烯酸；S：苯乙烯；LMA：甲基丙烯酸月桂酯；ODMA：甲基丙烯酸十八烷基酯；Conv.：以%给出的转化率；DPn th:目标聚合度；DPn exp:计算聚合度；
i)使用RAFT在IPA中进行合成
ii)使用NMP在DMF中进行合成
iii)使用RAFT在甲苯中进行合成
实例10：证明胶束在非极性液体介质中形成
胶束聚集体可由实例9的共聚物形成。使用Malvern Nano Zetasizer对在诸如十二烷、己烷、Exxsol D140、Solvesso200ND和Isopar V之类的非极性溶剂中的溶液进行粒度分布测量。
1.为了证明胶束在非极性溶剂中形成，通过将共聚物粉末溶解于THF(Sigma-Aldrich)(1wt%)中来制备共聚物的溶液（10ml至20ml）。
2.当共聚物已溶解，逐滴加入表10.1中所示的一种第二溶剂直到其达到足够大的量从而使其变为连续相。当共聚物浓度达到-0.01wt%时，进行粒度分布测定。
3.为了确保达到平衡，将混合物轻轻搅拌一个小时以上（使用设置为低速的磁力搅拌器混合）。
为了确保用Malvern Nano Zetasizer进行准确的测定，共聚物溶液的浓度可以变化，因而样品处在对正在检测的聚合物而言仪器的最佳检测范围内。表10.1中所示的粒度分布测定结果显示共聚物形成了胶束，因为测量的最小直径为20nm，如果共聚物以单聚体形式存在，直径应当小于5nm。在所有情况下，在阶段1之后形成澄清溶液。表10.1中的结果证明在每种情况下，胶束在阶段3之后形成。
根据通用程序制备的疏水性共聚物胶束溶液的例子描述于表10.1中。
表10.1：在非极性液体介质中的共聚物P(乙基己基MA(29)-b-MAA(48))的胶束粒度测量。测量结果使用Malvern Nano Zetasizer采集。
实例11-结晶粒子的涂覆
通过在轻轻搅拌下将共聚物溶解于良好溶剂（甲苯/THF）中来制备共聚物溶液。一旦获得均匀溶液，就使用逐滴添加而将一种第二溶剂（例如己烷/Isopar V）添加至混合物中。共聚物在溶液中的最终浓度为0.4wt%。第二溶剂选择为对一种嵌段而言为不良溶剂或非溶剂而对另一种嵌段而言为良好溶剂。将混合物轻轻搅拌并保持超过2小时以允许共聚物平衡成胶束。当胶束系统已达到平衡，将1g空气研磨的TMX晶体加入混合物中。然后使样品翻滚至少2小时以确保充分混合并因此使胶束有时间涂覆各个TMX晶体。表11.1显示形成胶束并且可用于涂覆晶体的共聚物和有机溶剂的可能的但非限制性的组合。
表11.1
PMAA：聚甲基丙烯酸；PEHMA聚甲基丙烯酸乙基己酯
表11.1：在非极性己烷和在Isopar V中的共聚物溶液的组成
采用以上概述的方法使用表11.1中的共聚物溶液来涂覆TMX粒子。图11.1和11.2证明胶束已从有机溶剂中沉积。
图11.1和11.2清楚地示出胶束从一系列有机溶剂中沉积到TMX的包括拐角和边缘的所有晶体表面上。
实例12：共聚物胶束的交联
交联被描述为AB两嵌段共聚物的链间物理和/或化学相互作用。交联可发生在胶束的芯中、胶束的冠状物中和/或两个邻接的胶束的冠状物之间。
在该实例中，共聚物胶束的交联用于降低涂覆的结晶物质在水中的溶解度。包含AB两嵌段共聚物的胶束在油性液体介质中沉积到结晶物质（例如医药或农用化学品）的晶体表面上。将直链或环状二胺分子加成到该系统导致胶束涂层的拓扑结构改变。这也导致结晶物质在水中的释放速率相比于涂覆有非交联的共聚物胶束的结晶物质而言降低。
在基于油的系统中交联的例子
使用与实例11相同的方案涂覆TMX。
通过在轻轻搅拌下将(PEHMA51-r-PGMA22)-b-PMAA47共聚物溶解于良好溶剂(THF)中来制备共聚物溶液(10g)。一旦获得均匀溶液，就使用逐滴添加而将将一种第二溶剂（己烷）添加至该混合物中。共聚物在溶液中的最终浓度为0.4wt%。第二溶剂选择为对一种嵌段而言为不良溶剂或非溶剂而对另一种嵌段而言为良好溶剂。将混合物轻轻搅拌并保持24小时以允许共聚物平衡成胶束。当胶束系统已达到平衡，将1g空气研磨的TMX晶体加入混合物中。然后使样品翻滚24小时以确保充分混合并因此使胶束有时间涂覆各个TMX晶体。
然后进行交联。
5.将二胺化合物（质量和与共聚物中MAA官能的摩尔比参见表12.1）加入溶液中并翻滚24小时。
6.然后将混合物以2000rpm离心2分钟并移除大约9ml的上清液。加入相同量的TMX饱和水性储液，并将混合物再次翻滚30分钟。
7.然后将混合物以2000rpm离心2分钟并移除9ml上清液。
8.然后将样品在真空下于50℃干燥8小时，由此移除所有剩余溶剂。
表12.1
表12.1涂覆的TMX粒子的重量损失百分比
为了进行释放速率分析，将各样品准确称取45-55mg到60ml粉末广口瓶中并在零时间点加入50ml分散剂溶液（0.1%w/w气溶胶OTB、0.5%w/w Morwet D425于去离子水中）。然后将样品放置在以20rpm运转的辊上。通过取出3ml溶液并使其通过0.45μm过滤器来对溶液中的TMX进行时间点测定。然后通过HPLC分析滤液以确定TMX浓度。使用Agilent1100（配备有自动注射器）、得自ACE、零件编号为ACE-111-0503的50X3.0mm ACE3μm C18柱以及(A)乙腈+0.1%甲酸和(B)ASTM II Water+0.1%甲酸作为流动相来进行HPLC分析。用5μl注射载量和40℃的柱温进行分析。在一系列时间点采集数据。
通过将准确称量的30-50mg各干燥粉末称取到铝称量舟皿中来确定样品的总TMX含量。然后将称量舟皿放置在容量瓶中，并加入乙腈50ml。将容量瓶轻轻涡旋直到形成一种无色溶液。使用如上所述的HPLC条件分析该溶液。
表12.2以TMX总浓度的百分比形式示出1和4小时后的TMX释放量，如通过上述方法所测定。
表12.2
实例13：使用来自非极性溶液的胶束涂覆用于洗涤领域的活性物质。
通过加入聚(PS42-b-HEMA69)在DMF/Solvesso中的0.4wt%和5wt%共聚物胶束溶液来涂覆过碳酸钠晶体。
使用实例11中所述的方案来涂覆过碳酸钠。-参见图13.1。
使用实例11中所述的方案以聚(PS42-b-HEMA45)胶束经由DMF/SolvessoTM200液体介质来涂覆过碳酸钠晶体。-参见图13.2。
实例14：使用油性胶束涂覆用于掩味领域的活性物质
选择苯甲地那铵(Bitrex)，是因为其是人类已知的最苦的化学物并且具有与许多医药类似的物理和化学特性。
使用实例11中所述的方案以聚(EHMA60-b-MAA55)共聚物胶束经由DMF/SolvessoTM200液体介质来涂覆苯甲地那铵。–参见图14.1。
释放速率目视测试
目视监测释放速率以将未涂覆的苯甲地那铵与5wt%涂覆的苯甲地那铵粒子进行比较。将0.4mg样品在10ml水中搅拌并观察超过8小时。在15分钟之后，未涂覆的苯甲地那铵完全溶解，但在8小时之后，涂覆的粒子仍然存在。–参见图14.2。
UV/目视释放速率测定
将100mg于40ml水中的未涂覆苯甲地那铵和5wt%涂覆的苯甲地那铵摇晃10分钟的时间并在不同时间间隔取样。在每个时间间隔取出2ml混合物用于分析。
样品的总含量这样来确定：将准确称取的17.5mg的5wt%涂覆的苯甲地那铵粒子进行超声直到涂覆的粒子已完全溶解在25ml水中，然后通过UV/目视进行分析。获得的总含量测定结果为57.75%。–参见图14.2。
表14.1
通过UV/目视测定确定的相对于总含量的胶束涂覆的和未涂覆的苯甲地那铵的释放%。

Claims (23)

1.一种涂覆有至少10个胶束的有机结晶粒子，这些胶束自身包含一种AB嵌段共聚物，所述AB嵌段共聚物包含(i)第一疏水嵌段A，包含选自以下的聚合物：丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯单体的均聚物；包含两种或三种选自丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯单体的不同单体的共聚物；以及包含选自丙烯酸酯单体和烷基丙烯酸酯单体的单体的无规、交替、梯度或嵌段共聚物；以及(ii)或第二疏水嵌段B或亲水嵌段B，其对液体介质具有与嵌段A不同的亲和力，在该液体介质中，AB共聚物被分散使得形成胶束。
2.如权利要求1所述的有机结晶粒子，其中该粒子为一种生物活性化合物或包含一种生物活性化合物。
3.如权利要求2所述的有机结晶粒子，其中该生物活性化合物为一种农用化学品或药物。
4.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中该粒子的最大尺寸为从5mm至10nm。
5.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中该聚合物具有的分子量为从3000道尔顿至100000道尔顿。
6.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中这些胶束具有的最大尺寸为从3nm至500nm。
7.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中这些胶束各自包含从10至1000个共聚物分子。
8.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中这些胶束为可交联的。
9.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中该粒子被这些胶束完全涂覆。
10.如权利要求1至3中任一项所述的有机结晶粒子，其中这些胶束的芯包含一种化学物。
11.如权利要求10所述的有机结晶粒子，其中包含在这些胶束的芯中的化学物为一种光保护剂。
12.如权利要求10所述的有机结晶粒子，其中包含在这些胶束的芯中的化学物为一种生物活性化合物。
13.如权利要求10所述的有机结晶粒子，其中包含在这些胶束的芯中的化学物为一种辅剂。
14.一种包含多个涂覆的有机结晶粒子的组合物，其中那些粒子中的每一个为如以上权利要求中任一项所述的有机结晶粒子。
15.如权利要求14所述的组合物，其中该组合物为一种固体组合物。
16.如权利要求14所述的组合物，其中这些有机结晶粒子分散在一种液体中。
17.如权利要求16所述的组合物，其中该共聚物与该液体的重量比为从1:100000至1:1。
18.如权利要求16或17所述的组合物，其中该液体包括水。
19.如权利要求16或17所述的组合物，其中该液体为非水的。
20.如权利要求19所述的组合物，其中这些胶束为反胶束。
21.一种制备如权利要求1至13中任一项所述的涂覆的有机结晶粒子的方法，包括以下步骤：
(a)形成该共聚物的胶束；并且
(b)将这些胶束与一种有机结晶粒子混合。
22.如权利要求21所述的方法，其中这些胶束在这些胶束与该有机结晶粒子混合之前、期间或之后进行交联。
23.如权利要求1至13中任一项所述的有机结晶粒子或如权利要求14至20中任一项所述的组合物用于对抗或控制农业有害生物的用途。
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