RU2819249C1 - Способ получения полимерных микросфер в условиях микропотока - Google Patents
Способ получения полимерных микросфер в условиях микропотока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819249C1 RU2819249C1 RU2023117314A RU2023117314A RU2819249C1 RU 2819249 C1 RU2819249 C1 RU 2819249C1 RU 2023117314 A RU2023117314 A RU 2023117314A RU 2023117314 A RU2023117314 A RU 2023117314A RU 2819249 C1 RU2819249 C1 RU 2819249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- styrene
- initiator
- microspheres
- amount
- shaped mixer
- Prior art date
Links
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 14
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 22
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 claims abstract description 11
- VBZBISQOWJYWCC-UHFFFAOYSA-N 2-(2-carboxypropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(O)=O VBZBISQOWJYWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- MTJGVAJYTOXFJH-UHFFFAOYSA-N 3-aminonaphthalene-1,5-disulfonic acid Chemical compound C1=CC=C(S(O)(=O)=O)C2=CC(N)=CC(S(O)(=O)=O)=C21 MTJGVAJYTOXFJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 47
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 15
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 15
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- AVTLBBWTUPQRAY-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanobutan-2-yldiazenyl)-2-methylbutanenitrile Chemical compound CCC(C)(C#N)N=NC(C)(CC)C#N AVTLBBWTUPQRAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004894 Triton X-305 Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000002479 acid--base titration Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000012674 dispersion polymerization Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения полимерных микросфер в условиях микропотока, которые могут быть использованы в реакции латекс-агглютинации, а также в качестве основы тест-систем для мультиплексного иммуноанализа. Изобретение осуществляется способом получения полимерных микросфер в условиях микропотока, характеризуется тем, что предварительно готовят два раствора реагентов, один из которых состоит из акриловой или метакриловой кислоты, инициатора, второй раствор состоит из двух компонентов, один из которых вода, после чего при температуре 75-90°С с помощью двух насосов одновременно дозируют первый и второй растворы реагентов в проточный реактор, в качестве которого используют Т-образный смеситель, при этом первый раствор, называемый дисперсной фазой, состоит из стирола с концентрацией 65-66,2 мас. %, акриловой или метакриловой кислоты в количестве 2,3-5,5 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан, а второй раствор, называемый непрерывной фазой, состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода, после чего в проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов в месте пересечения 100 мкм при помощи двух насосов подают непрерывную и дисперсную фазы, при соотношении постоянных расходов от 75 до 200 для генерирования капель эмульсии, затем полученную эмульсию из Т-образного смесителя подают в змеевик с внутренним диаметром 500-800 мкм и при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75-90°С, причем в качестве инициатора используют динитрил азобис-изомасляной кислоты. Технический результат – обеспечение способа получения стабильной суспензии узкодисперсных полимерных микросфер диаметром 3,7-19,5 мкм и узким распределением частиц по размерам (коэффициент вариации CV 2,2-7,5 %), концентрация карбоксильных групп на поверхности составляет 0,0965-0,2918 ммоль/г микросфер. 8 пр.
Description
Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, а именно к способу получения полимерных микросфер в условиях микропотока. Изобретение может быть использовано в реакции латекс-агглютинации, а также в качестве основы тест-систем для мультиплексного иммуноанализа.
Полимерные микросферы в настоящее время широко используются для решения различных задач в биологии, биотехнологии, фармацевтике и медицине в качестве систем доставки лекарственных веществ. Важным применением полимерных карбоксилсодержащих микросфер является определение качественного и количественного белкового состава биологических образцов методом мультиплексного анализа. В данном случае полимерные микросферы должны удовлетворять ряду требований: узкое распределение по размерам (воспроизводимая площадь поверхности); содержание на поверхности микросфер функционально активных групп для ковалентного связывания с ними антител и/или флуоресцентных меток; стабильность в водных средах при физиологических значениях рН.
Из уровня техники известны различные способы функционализации полимерных микросфер (Успехи химии. 1996 г., т. 65, №2, стр. 178-192). Такие способы основаны на: 1) одностадийной безэмульгаторной сополимеризации винильных мономеров с этиленненасыщенными карбоновыми кислотами; 2) затравочной безэмульгаторной сополимеризации винильных мономеров с этиленненасыщенными карбоновыми кислотами; 3) сополимеризаци винильных мономеров с поверхностно-активными присутствии нерастворимых в воде карбоксилсодержащих поверхностно-активных веществ.
В статье 2021 г, опубликованной в журнале Colloid and Polymer Science, v. 299, p. 1095-1102, описан способ получения узкодисперсных полистирольных микросфер с карбоксильными группами на поверхности. Полимерные микросферы получали методом безэмульгаторной сополимеризации стирола с акриловой или метакриловой кислотой в количестве 3,6-12,4 мас. % в расчете на стирол, в присутствии персульфата калия в качестве инициатора в количестве 0,2 г. Полимеризацию осуществляли в атмосфере инертного газа при нагревании до 70°С. Соотношение дисперсной фазы к водной фазе составляло 1 к 9. Диаметры полистирольных микросфер составили 0,3-0,6 мкм, а концентрация карбоксильных групп на поверхности 0,19-0,55 ммоль/г.
Недостатком данного способа является получение полистирольных микросфер в достаточно узком диапазоне диаметров (0,3-0,6 мкм). Кроме того, проведение полимеризации требует длительного осуществления реакции в течение 10 ч для полной конверсии стирола.
В статье 2006 г, опубликованной в журнале Macromolecules, v. 39, р. 5729-5737, описан способ получения полистирольных карбоксилированных микросфер методом затравочной дисперсионной полимеризации. В этом случае полимеризацию стирола с акриловой кислотой в количестве 2-6 мас. % в расчете на стирол проводили в две стадии. На первой стадии полимеризацию стирола осуществляли в присутствии эмульгаторов, выбранных из поливинилпирролидона 55 или 360 и тритона Х-305, и инициатора 2,2'-азобис(-2-метилбутиронитрил), в атмосфере инертного газа при нагревании до 70°С. На второй стадии через 1 ч к реакционной массе добавляли стирол в смеси с акриловой кислотой при нагревании до 70°С. Диаметры полистирольных микросфер составили от 1,1 до 3,0 мкм, а содержание карбоксильных групп на поверхности 12,8-29,2 % в расчете на общее количество акриловой кислоты. Полная конверсия стирола достигалась в течение 24 ч.
Однако применение высоких концентраций акриловой кислоты в расчете на стирол приводит к получению полимерных микросфер с широким распределением частиц по размерам, а также образованию в ходе полимеризации коагулюма. Кроме того, получение полистирольных микросфер с высокой концентрацией карбоксильных групп на поверхности осложнено тем, что большая часть карбоксильных групп распределена в объеме микросфер.
В патентах RU 2459834, опубликованном 27.08.2012, и RU 2610272, опубликованном 08.02.2017, описаны способы получения карбоксилированных полимерных микросфер на основе метилметакрилата, и/или н-бутилакрилата, и/или стирола, и/или винилацетата, и/или хлоропрена. Полимерные микросферы получали в присутствии нерастворимых в воде кремнийорганических поверхностно-активных веществ различного строения: смеси α,ω-бис-(10-карбоксидецил)-полидиметилсилоксан в количестве 0,5-1,9 мас. % с полиоксиалкиленполисилоксаном в количестве 0,9-2,6 мас. % в расчете на полимер; α,ω-бис-(3 -метилсилокси)-полидиметил-(3-аминопропил)-силоксан, или α,ω-бис-(3-метилсилокси)-полидиметил-(10-карбоксидецил)-силоксан в количестве 0,75-1,80 мас. % в расчете на мономер. Полимеризацию проводили в присутствии инициатора, выбранного из персульфата калия, динитрила азо-бис-изомасляной кислоты, перекисью бензоила или их смеси, в атмосфере инертного газа при нагревании до 50-80°С. Диаметры полимерных микросфер составили 0,13-0,65 мкм или 1,07-2,10 мкм.
Недостатком представленных способов получения полимерных микросфер является необходимость использования полисилоксановых стабилизаторов. Данные ПАВ сложны в получении, что обуславливает ограниченность коммерческих предложений на данные полимеры, а также их высокую стоимость. В связи с этим более перспективной для масштабирования является технология получения полистирольных микросфер, в которой исключено применение подобных стабилизаторов.
Наиболее близкое к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение, описанное в патенте RU 2752736, опубликованном 30.07.2021, в котором заявлены способы получения водных растворов низкомолекулярных сополимеров моноэтиленненасыщенных карбоновых кислот с 3-4 атомами углерода. В этом случае сополимеризацию акриловой, и/или метакриловой, и/или малеиновой, и/или фумаровой, и/или аллилсульфокислоты, и/или их водорастворимых солей в количестве 15-40 мас. % проводили в присутствии инициатора в количестве 0,001-1 мас. %, регулятора молекулярной массы 0,001-0,4 мас. %, остальное вода. Растворы подавали в проточный реактор при нагревании до 75-90°С, после чего пропускали через змеевик с внутренним диаметром 1-10 мм и проводили сополимеризацию ненасыщенных карбоновых кислот.
Однако при реализации данного технологического способа получают только водорастворимые сополимеры карбоновых кислот.
Техническая задача заключается в получении узкодисперсных полимерных микросфер с карбоксильными группами на поверхности.
Техническая задача решается способом получения полимерных микросфер в условиях микропотока, характеризующийся тем, что предварительно готовят два раствора реагентов, один из которых состоит из акриловой или метакриловой кислоты, инициатора, а второй раствор состоит из двух компонентов, один из которых вода, после чего при температуре 75-90°С с помощью двух насосов одновременно дозируют первый и второй растворы реагентов в проточный реактор, в качестве которого используют Т-образный смеситель, при этом первый раствор, называемый дисперсной фазой, состоит из стирола с концентрацией 65-66,2 мас. %, акриловой или метакриловой кислоты в количестве 2,3-5,5 мас. % в расчете на стирол, инициатор в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан, а второй раствор, называемый непрерывной фазой, состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода, после чего в проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов в месте пересечения 100 мкм при помощи двух насосов подают непрерывную и дисперсную фазы при соотношении постоянных расходов от 75 до 200 для генерирования капель эмульсии, затем полученную эмульсию из Т-образного смесителя подают в змеевик с внутренним диаметром 500-800 мкм и при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75-90°С, при чем в качестве инициатора используют динитрил азобис-изомасляной кислоты.
Описанный выше способ позволяет получать стабильную суспензию узкодисперсных полимерных микросфер методом суспензионной полимеризации стирола с акриловой или метакриловой кислотой, в проточном реакторе в непрерывном режиме с использованием в качестве инициатора динитрила азобис-изомасляной кислоты в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, в качестве растворителя цикогексан, в качестве стабилизатора поливиниловый спирт в количестве 1 мас. %. После окончания полимеризации получают суспензию полимерных микросфер диаметром 3,7-19,5 мкм и узким распределением частиц по размерам (коэффициент вариации CV 2,2-7,5 %). Концентрация карбоксильных групп на поверхности составляет 0,0965-0,2918 ммоль/г микросфер.
Использование проточного реактора в виде Т-образного смесителя позволяет генерировать исходные капли эмульсии дисперсной фазы в непрерывной фазе сразу с узким распределением капель по размерам, что приводит к получению более монодисперсных полимерных микросфер, а также позволяет сократить длительность полимеризации и увеличить концентрацию карбоксильных групп на поверхности. Кроме того, использование змеевика позволяет обеспечить эффективный теплообмен в процессе полимеризации, что позволяет исключить локальные перегревы и обеспечить безопасность заявленного способа получения.
Размеры полимерных микросфер определяют методом оптической микроскопии на приборе «Микромед Р-1».
Содержание карбоксильных групп на поверхности микросфер определяют после отмывки микросфер от примесей методом потенциометрического кислотно-основного титрования.
Конкретное осуществление способа проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 75. Дисперсная фаза состоит из 66,4 мас. % стирола, акриловой кислоты в количестве 2,3 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 19,5 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=7,5 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1444 ммоль/г.
Пример 2
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 100. Дисперсная фаза состоит из 66,4 мас. % стирола, акриловой кислоты в количестве 2,3 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 13,6 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=7,2 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1350 ммоль/г.
Пример 3
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 166. Дисперсная фаза состоит из 66,4 мас. % стирола, акриловой кислоты в количестве 2,3 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 6,1 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=2,2 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1256 ммоль/г.
Пример 4
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 200. Дисперсная фаза состоит из 66,4 мас. % стирола, акриловой кислоты в количестве 2,3 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 3,7 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=5,1 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1225 ммоль/г.
Пример 5
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 166. Дисперсная фаза состоит из 66,2 мас. % стирола, метакриловой кислоты в количестве 2,8 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 6,2 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=3,1 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1560 ммоль/г.
Пример 6
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 166. Дисперсная фаза состоит из 65 мас. % стирола, метакриловой кислоты в количестве 5,5 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 7,2 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=3,9 %.
Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,2918 ммоль/г.
Пример 7
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 166. Дисперсная фаза состоит из 66,2 мас. % стирола, метакриловой кислоты в количестве 2,8 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 500 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 6,1 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=3,3 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,1534 ммоль/г.
Пример 8
В проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов 100 мкм подаются непрерывная фаза и дисперсная фаза с соотношением расходов 166. Дисперсная фаза состоит из 66,2 мас. % стирола, метакриловой кислоты в количестве 2,8 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан. Непрерывная фаза состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода. По мере прохождения двух фаз через проточный реактор формируется эмульсия, которая далее поступает в змеевик с внутренним диаметром 800 мкм, при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 90°С. Получают суспензию полистирольных микросфер с диаметром 6,0 мкм и коэффициентом вариации CV=σ/Dcp=4,1 %. Концентрация карбоксильных групп на поверхности микросфер составляет 0,0965 ммоль/г.
При концентрации стирола меньше 65 % и больше 66,2 %, акриловой или метакриловой кислоты меньше 2,3 % и больше 5,5 % в расчете на стирол, и соотношении расходов непрерывной и дисперсной фаз меньше 75 и больше 200 поставленная техническая задача не выполнима, узкодисперсность не достигаема.
Claims (1)
- Способ получения полимерных микросфер в условиях микропотока, характеризующийся тем, что предварительно готовят два раствора реагентов, один из которых состоит из акриловой или метакриловой кислоты, инициатора, а второй раствор состоит из двух компонентов, один из которых вода, после чего при температуре 75-90°С с помощью двух насосов одновременно дозируют первый и второй растворы реагентов в проточный реактор, в качестве которого используют Т-образный смеситель, отличающийся тем, что первый раствор, называемый дисперсной фазой, состоит из стирола с концентрацией 65-66,2 мас. %, акриловой или метакриловой кислоты в количестве 2,3-5,5 мас. % в расчете на стирол, инициатора в количестве 2 мас. % в расчете на мономеры, остальное циклогексан, а второй раствор, называемый непрерывной фазой, состоит из 1 мас. % поливинилового спирта, остальное вода, после чего в проточный реактор в виде Т-образного смесителя с диаметром каналов в месте пересечения 100 мкм при помощи двух насосов подают непрерывную и дисперсную фазы, при соотношении постоянных расходов от 75 до 200 для генерирования капель эмульсии, затем полученную эмульсию из Т-образного смесителя подают в змеевик с внутренним диаметром 500-800 мкм и при этом проводят суспензионную сополимеризацию указанных выше реагентов при нагревании до 75-90°С, причем в качестве инициатора используют динитрил азобис-изомасляной кислоты.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819249C1 true RU2819249C1 (ru) | 2024-05-15 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6964747B2 (en) * | 2003-01-21 | 2005-11-15 | Bioarray Solutions, Ltd. | Production of dyed polymer microparticles |
| CN105860123A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-08-17 | 昆明理工大学 | 一种耐温耐有机溶剂表面无渗透性聚合物微球的制备方法 |
| CN108948274A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-12-07 | 昆明理工大学 | 一种毫米级聚合物复合微球的制备方法 |
| RU2718617C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Микродиспергатор для генерирования капель |
| RU2732142C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Микродиспергатор с периодической структурой с переменным шагом для генерирования капель |
| RU2752736C1 (ru) * | 2020-02-10 | 2021-07-30 | Акционерное общество Научный центр "Малотоннажная химия" | Способ получения полимерного ингибитора солеотложений для водооборотных систем |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6964747B2 (en) * | 2003-01-21 | 2005-11-15 | Bioarray Solutions, Ltd. | Production of dyed polymer microparticles |
| CN105860123A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-08-17 | 昆明理工大学 | 一种耐温耐有机溶剂表面无渗透性聚合物微球的制备方法 |
| CN108948274A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-12-07 | 昆明理工大学 | 一种毫米级聚合物复合微球的制备方法 |
| RU2718617C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Микродиспергатор для генерирования капель |
| RU2732142C1 (ru) * | 2019-10-11 | 2020-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Микродиспергатор с периодической структурой с переменным шагом для генерирования капель |
| RU2752736C1 (ru) * | 2020-02-10 | 2021-07-30 | Акционерное общество Научный центр "Малотоннажная химия" | Способ получения полимерного ингибитора солеотложений для водооборотных систем |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ульянова Ю.В. и др. Влияние параметров микрофлюидного процесса на характеристики микросфер на основе высокомолекулярного сополимера молочной и гликолевой кислот, Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXXIII. 2019. N 3, с. 44-46. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101717479B (zh) | 一种两亲性梯度共聚物 | |
| Arshady | Preparation of polymer nano-and microspheres by vinyl polymerization techniques | |
| RU2459834C1 (ru) | Способ получения монодисперсных карбоксилированных полимерных микросфер | |
| JPH06509606A (ja) | 官能化重合体超微粒子、その製法および用途 | |
| EP1902080B1 (en) | Carboxylated latex particles | |
| Generalova et al. | Design of polymer particle dispersions (latexes) in the course of radical heterophase polymerization for biomedical applications | |
| CN101085422A (zh) | 以小分子烃为模板制备温敏性纳米微胶囊的方法 | |
| RU2819249C1 (ru) | Способ получения полимерных микросфер в условиях микропотока | |
| JPH035405B2 (ru) | ||
| JPH08337608A (ja) | 離散した固体のポリマー粒子を形成させる方法 | |
| JPS604501A (ja) | ポリマ−ラテツクスの製造方法 | |
| JPWO2019208672A1 (ja) | 粒子、粒子の製造方法、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬及びキット、並びに標的物質の検出方法 | |
| CN110551246A (zh) | 一种丙烯酸酯乳液及其制备方法 | |
| CN110950989B (zh) | 用于制备单分散颗粒的方法 | |
| JP2679453B2 (ja) | 重合体微粒子の製造方法 | |
| JPH0810223B2 (ja) | 診断薬用ラテツクス、その製法および該ラテツクスを用いてなる診断薬 | |
| JPH01170854A (ja) | 生理活性物質固定化用担体粒子の製造方法 | |
| CN114806543B (zh) | 一种原位自生长的皮克林结构磁性荧光微球及其制备方法 | |
| RU2751881C1 (ru) | Способ получения монодисперсных полимерных микросфер с альдегидными группами | |
| US20050054815A1 (en) | Stabilized polymer beads and method of preparation | |
| JPH0692970B2 (ja) | 診断薬用担体粒子の製造方法 | |
| RU2164919C2 (ru) | Способ получения монодисперсного синтетического полимерного латекса с карбоксилированной поверхностью частиц | |
| JP2018048298A (ja) | ゲル微粒子の製造方法 | |
| JP3038769B2 (ja) | 診断薬用担体用ポリマー粒子の製造方法 | |
| JP2023095763A (ja) | 免疫測定用樹脂微粒子、蛍光樹脂微粒子、標識試薬用材料、および免疫測定試薬 |