Micro-encapsulation

Le Micro-encapsulation est un processus dans lequel des particules minuscules ou les gouttelettes sont entourées par un enduit pour donner de petites capsules avec beaucoup de propriétés utiles. Sous une forme relativement simpliste, une microcapsule est une petite sphère avec un mur uniforme autour de elle. Le matériel à l'intérieur de la microcapsule désigné sous le nom du noyau, de la phase interne, ou de la suffisance, tandis que le mur s'appelle parfois une coquille, un enduit, ou une membrane. La plupart des microcapsules ont des diamètres entre quelques micromètres et quelques millimètres.

Beaucoup de microcapsules cependant soutiennent peu de ressemblance à ces sphères simples. Le noyau peut être un cristal, une particule adsorbante déchiquetée, une émulsion , une suspension des solides, ou une suspension de plus petites microcapsules. La microcapsule même peut avoir les murs multiples.

Raisons de l'encapsulation

Les raisons du microencapsulation sont innombrables. Dans certains cas, le noyau doit être isolé dans ses environnements, comme pour isoler les vitamines des effets détériorants de l'oxygène , retarder l'évaporation d'un noyau volatil, améliorer les propriétés de manipulation d'un matériel collant, ou isoler un noyau réactif d'attaque chimique. Dans d'autres cas, l'objectif n'est pas d'isoler le noyau complètement mais de commander le taux auquel il laisse la microcapsule, comme dans le dégagement commandé des drogues ou des pesticides. Le problème peut être aussi simple que masquant le goût ou l'odeur du noyau, ou aussi le complexe qu'augmentant la sélectivité d'une adsorption ou du processus de l'extraction .

Techniques pour fabriquer des microcapsules

Méthodes physiques

Enduit de casserole

Le processus d'enduit de casserole, employé couramment dans l'industrie pharmaceutique du , est parmi les procédures industrielles les plus anciennes pour former de petits, enduits particules ou comprimés. Les particules sont dégringolées dans une casserole ou tout autre dispositif tandis que le matériel d'enduit est appliqué lentement.

enduit d'Air-suspension

l'enduit d'Air-suspension de particules par des solutions ou des fontes donne une meilleures commande et flexibilité. Les particules sont enduites tandis que suspendues dans un courant d'air vers le haut-mobile. Elles sont soutenues par un plat perforé ayant différents modèles des trous intérieur et extérieur une insertion cylindrique. Juste du suffisamment d'air est autorisé pour se lever par l'espace annulaire externe au fluidisent les particules de arrangement. La majeure partie d'air en hausse (habituellement de chauffage) coule à l'intérieur du cylindre, faisant lever les particules rapidement. Au dessus, comme courant d'air diverge et ralentit, elles arrangent en arrière sur le lit externe et descendent pour répéter le cycle. Les particules traversent le cylindre intérieur beaucoup de fois en quelques minutes.

Extrusion centrifuge

Des liquides sont encapsulés using les becs concentriques contenants principaux tournants de l'extrusion un . Dans ce processus, un gicleur de liquide de noyau est entouré par une gaine de solution ou de fonte de mur. Pendant que le gicleur entre par l'air qu'il se casse, dû à l'instabilité de Rayleigh de , dans des gouttelettes de noyau, chacun enduit de la solution de mur. Tandis que les gouttelettes sont en vol, un mur fondu peut être durci ou un dissolvant peut être évaporé de la solution de mur. Puisque la plupart des gouttelettes sont dans le ± 10% du diamètre moyen, elles débarquent dans un anneau étroit autour du bec de pulvérisation. Par conséquent, si nécessaires, les capsules peuvent être durcies après formation en les attrapant dans un bain de durcissement de forme annulaire. Ce processus est excellent pour former les particules 400-2000μm de diamètre. Puisque les baisses sont constituées par la dissolution d'un gicleur liquide, le processus est seulement approprié à la boue de liquide ou de . Une cadence de fabrication élevée peut être réalisée, c.5 kilogrammes de microcapsules peuvent être produits par bec par heure par personne. Les têtes contenant 16 becs sont disponibles.

Bec vibratoire

L'encapsulation de Noyau-Shell ou le Microgranulation (matrice-encapsulation) peut être faite using un laminaire traversent un bec et une vibration additionnelle du bec ou du liquide. La vibration doit être faite dans la résonance de l'instabilité de Rayleigh de et mène aux gouttelettes très uniformes. Le bidon de liquide se compose de tous les liquides avec des visocsities limités (0-10000 mPas ont été montrés au travail), par exemple les solutions, les émulsions, les suspensions, les fontes etc. Le soldification peut être fait selon le système utilisé de congélation avec une congélation interne (par exemple traitement sol-gel, fonte) ou un external (système additionnel de reliure, par exemple dans une boue). Les travaux de processus très bien pour produire des gouttelettes entre le micromètre 100-5000, demandes de plus petites et plus grandes gouttelettes sont connus. Les unités sont déployées dans les industries et la recherche la plupart du temps avec des capacités de 1-10000 kg/h heures aux températures fonctionnantes de 20-1500°C (température ambiante jusqu'au silicium fondu). Les becs que les têtes sont fournies par une jusqu'à plusieurs centaines de mille sont disponibles.

Séchage par pulvérisation

Le séchage par atomisation sert de technique de microencapsulation quand un matériel actif est dissous ou suspendu dans une solution du polymère de fonte ou de et devient emprisonné dans la particule sèche. Les avantages principaux est la capacité de manipuler les matériaux labiles du en raison du temps court de contact dans le dessiccateur, en outre, l'opération est économique. Dans des dessicateurs par vaporisation modernes la viscosité des solutions à pulvériser peut être aussi haute que 300mPa.

Méthodes chimiques

Polymérisation dièdre

Dans la polymérisation dièdre, les deux réactifs dans un rassemblement de la polycondensation à une interface et réagissent rapidement. La base de cette méthode est la réaction classique de Schotten Baumann de entre un chlorure acide et un composé contenant un atome d'hydrogène actif, tel qu'une amine ou l'alcool , Polyurea , le polyuréthane des polyester de . Dans les bonnes conditions, forme de murs flexible mince rapidement à l'interface. Une solution du pesticide et un chlorure biacide sont émulsionnés dans l'eau et un soluté contenant une amine et un isocyanate de polyfunctional est ajouté. La base est présente pour neutraliser l'acide formé pendant la réaction. Forme de murs condensée de polymère instantanément à l'interface des gouttelettes d'émulsion.

Polymérisation in-situ

Dans quelques processus de microencapsulation, la polymérisation directe d'un monomère simple est effectuée sur la surface de particules. Dans un de processus, par exemple des fibres de la cellulose sont encapsulées en polyéthylène tandis qu'immergées dans le toluène sec . Les taux de dépôt habituels sont au sujet des gammes 0.2-75μm d'épaisseur d'enduit 0. L'enduit est uniforme, même au-dessus de fortes projections.

Polymérisation de Matrix

Dans un certain nombre de processus, un matériel de noyau est inclus dans une matrice polymère pendant la formation des particules. Une méthode simple de ce type est un séchage par pulvérisation, dans lequel la particule est constituée par l'évaporation du dissolvant du matériel de matrice. Cependant, la solidification de la matrice peut également être provoquée par un changement chimique.

Libérer les méthodes et les modèles

Même lorsque le but d'une application de microencapsulation est l'isolement du noyau de son entourage, le mur doit être rompu à l'heure de l'utilisation. Beaucoup de murs sont rompus facilement par effort de pression ou de cisaillement, comme dans le cas de casser des particules de colorant pendant l'inscription pour former une copie. Le contenu de capsule peut être libéré en fondant le mur, ou en le dissolvant dans des conditions particulières, comme dans le cas d'un enduit entérique de drogue de . Dans d'autres systèmes, le mur est cassé par action dissolvante, attaque d'enzymes, réaction chimique, hydrolyse , ou désintégration lente.

Le Microencapsulation peut être employé pour ralentir le dégagement d'une drogue dans le corps. Ceci peut permettre à une dose de dégagement commandé de remplacer plusieurs doses de drogue non-encapsulée et peut également diminuer des effets secondaires toxiques pour quelques drogues en empêchant des concentrations initiales élevées dans le sang. Il y a habituellement un certain modèle désiré de dégagement. Dans certains cas, c'est zéro-ordre, c. le taux de rejets est constant. Dans ce cas-ci, les microcapsules fournissent une quantité fixe de drogue par minute ou heure au cours de la période de leur efficacité. Ceci peut se produire tant que un réservoir plein ou une drogue de dissolution est maintenu dans la microcapsule. Un modèle plus typique de dégagement est de premier ordre dans ce que le du taux diminue exponentiellement avec du temps jusqu'à ce que la source de drogue soit épuisée. Dans cette situation, une quantité fixe de drogue est en solution à l'intérieur de la microcapsule. La différence de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de la capsule diminue continuellement pendant que la drogue répand.

Applications de microencapsulation

Les applications du micro-encapsulation sont nombreuses. Celui mentionné ci-dessous est certaines de les plus communs.
papier-copie sans carbone
le Rayer-n-reniflent
Le assaisonne et essences * pesticides et herbicides * pharmaceutiques * textiles * adhésifs * Indicateurs visuels * colorants thermochromiques du
dégagement de la température (dégagement commandé) dans le traitement au four - voir le www.uk Indépendamment de ceux mentionnés ci-dessus, utilisation de trouvailles de microencapsulation également dans certains domaines médicaux aussi bien.

Des microcapsules sont également utilisées en plastiques originaux qui peuvent automatiquement réparer des dommages : Matériel autocuratif .

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