Химическая энциклопедия - микрокапсулирование

заключение небольших кол-в в-ва в оболочку пленкообразующего материала (микрокапсулу); один из видов капсулирования. Содержимое микрокапсул может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии и представлять собой индивидуальное в-во или смесь; размер микрокапсул от долей мкм до неск. мм; содержание капсулируемого в-ва обычно составляет 70-85% от массы капсулы (иногда 95-99%). Оболочка микрокапсул м. б. одноили многослойной (толщина-от долей мкм до неск. десятков мкм), а в зависимости от св-в образующего ее в-ва эластичной или жесткой. В качестве материалов для оболочки капсул (т. наз. пленкообразующих) используют высокомол. соед. животного и растит. происхождения, напр. белки (желатин, альбумин, казеин), декстраны, производные целлюлозы (метил-, этил-, ацетил-, нитрои карбоксиметилцеллюлозу), прир. смолы (камеди, шеллак), синтетич. полимеры и олигомеры-полиолефины, поливиниловый спирт, поливинилацетат, ПВХ, полиакрил-амид, эпоксидные и полиэфирные смолы, полиамиды, поли-органосилоксаны, а также парафины и стеарины.

Технол. приемы М. основаны на процессах пленкообра-зования на границах раздела жидкость жидкость, жидкость-твердое тело, газ(пар) жидкость, газ(пар) твердое тело. Пленкообразование при М. (размер капсул от неск. мкм до неск. мм) можно разделить на три вида: 1) из р-ров пленкообразующего в-ва, 2) из расплавов пленкообразующего в-ва, 3) в результате полимеризации или поликонденсации низкомол. в-в на пов-сти капсулируемого в-ва.

В первом случае капсулируемое в-во диспергируют в р-ре полимера, а затем, изменяя т-ру или рН среды, испаряя часть р-рителя или вводя осадитель для пленкообразующего, выделяют из р-ра фазу, обогащенную полимером. Мелкие капли этой фазы отлагаются на пов-сти капсулируемых частиц, образуя сплошную оболочку, к-рая затвердевает при понижении т-ры, удалении р-рителя, введении осадителя или сшивающего агента. М. завершают отделением микрокап-сулир. продукта от среды с помощью центрифугирования, фильтрования или декантации с послед. промыванием и высушиванием для удаления остатков р-рителей из оболочки микрокапсул. М. из р-ра осуществляют в аппаратах с мешалками, распылит. камерах, а также в псевдоожиженном слое, образуемом частицами капсулируемого в-ва.

Во втором случае капсулируемое в-во и термопластич. материал (или воск) диспергируют в нагретой жидкой среде (напр., в вазелиновом масле или парафине) или формуют в виде капли полимера, содержащей капсулируемое в-во, с помощью спец. устройств (типа "труба в трубе" или пер-форир. ротора); при этом частицы капсулируемого в-ва обволакиваются расплавом, к-рый при охлаждении затвердевает, образуя пленку.

При М. в результате поликонденсации один из сомо-номеров растворяют в орг. р-рителе, другой -в воде. В одной из фаз диспергируют капсулируемое в-во; при контакте фаз происходит межфазная поликонденсация с образованием полимерной (полиамидной, полиэфирной или др.) оболочки микрокапсул. Для М. используют также полиприсоединение диизоцианатов и гликолей или диаминов с образованием оболочек из полиуретанов или полимочевин, а также полимеризацию олефинов на пов-сти частиц капсулируемого в-ва в присут. катализатора Циглера-Натты.

При необходимости получения микрокапсул с размером от долей мкм до неск. мкм из расплавов или путем полимеризации М. осуществляют на границе с газообразной фазой. Пользуясь методами получения аэрозолей, капсулируемое в-во диспергируют в среде инертного газа и подают в газовый поток, содержащий микрокапли расплава полимера или пары мономера, способного к полимеризации в присут. катализатора. При этом обычно используют мономеры, отличающиеся большой упругостью паров и высокой реакц. способностью; катализаторы газообразные соединения. Иногда частицы капсулируемого в-ва и пленкообразующего материала (расплава) заряжают разноименными электростатич. зарядами.

Высвобождение капсулируемого в-ва из оболочек может происходить при их мех. разрушении (раздавливании, истирании, ультразвуковом воздействии, разрыве изнутри парами или газообразными в-вами, выделяющимися при изменении внеш. условий), растворении оболочек или в результате диффузии капсулируемого в-ва через стенку микрокапсулы.

М. позволяет длительно хранить реакционноспособные, неустойчивые или быстро портящиеся в-ва, осуществлять регулируемое введение реагентов в хим. р-ции, безопасно работать с токсичными в-вами и придавать жидким в-вам вид сыпучих продуктов и т. д.

В виде микрокапсул производят клеи, фотоматериалы для цветной фотографии, фотобумаги с высокой разрешающей способностью, герметики, лаки, красители, в т. ч. красители для самокопирующей бумаги, р-рители, щелочи, углеводородные топлива и масла, разл. лек. препараты, арома-тич. добавки к пищ. продуктам и косметич. ср-вам, кремы для обуви и др.

Для временной изоляции от внеш. среды М. могут быть также подвергнуты катализаторы и инициаторы полимеризации, синтетич. олигомеры и полимеры, высокореакцион-носпособные компоненты твердых топлив, вирусные препараты, используемые для борьбы с вредителями с.-х. культур, и др.

Лит.: Солодовник В. Д., Микрокапсулирование, М., 1980; Айсина Р. Б., Казанская Н. Ф., в кн.: Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология, т. 6, М., 1986, с. 6-52. А. Б. Давыдов, В. Д. Солодовник.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988