Способ стабилизации водной дисперсии


 


Владельцы патента RU 2458733:

Учреждение Российской академии наук Институт криосферы Земли Сибирского отделения РАН (ИКЗ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области стабилизации дисперсных водных систем, которые применяются в фармацевтике и косметологии. Предложен способ стабилизации водной дисперсии, микрокапсулированной гидрофобизированным нанокремнеземом, включающий введение в нее в качестве стабилизатора поливинилового спирта с концентрацией не менее 5 вес.%. Технический результат - снижение энергетических и экономических затрат при получении стабильной водной дисперсии, устойчивой к замерзанию и оттаиванию. 1 табл.

 

Изобретение относится к области стабилизации дисперсных водных систем, в частности водных растворов, микрокапсулированных кремнеземом, которые применяются, например, в фармацевтике и косметологии.

Известен способ получения устойчивой к замерзанию и оттаиванию стабильной водной дисперсии, микрокапсулированной кремнеземом, с использованием в качестве стабилизатора водного раствора полисахарида [Carter B.O., Wang W.X., Bray C.L., Adams D.J., Cooper A.I. // Gas Storage in "Dry Water" and "Dry Gel" Clathrates, Langmuir. 2010. V.26. №5. P. 3186-3193].

Для получения водной дисперсии расходуется значительное количество полимера (20 вес.%) и требуются большие энергетические затраты для диспергирования высоковязкого раствора полимера.

Задачей, стоящей перед изобретением, является снижение энергетических и экономических затрат при получении стабильной водной дисперсии, устойчивой к замерзанию и оттаиванию.

Поставленная задача решается тем, что при стабилизации водной дисперсии, микрокапсулированной гидрофобизированным нанокремнеземом, включающей введение в нее стабилизирующих добавок (стабилизатора), в качестве стабилизатора в воду вводят поливиниловый спирт.

Для получения дисперсии вместо воды используется водный раствор поливинилового спирта (ГОСТ 10779-78) и гидрофобизированный нанокремнезем аэросил.

Способ осуществляется следующим образом.

Готовят водный раствор поливинилового спирта.

Для приготовления раствора поливинилового спирта (ПВС) использовался порошок марки 16/10, изготовленный в соответствии с ГОСТ 10779-78.

Для приготовления пятипроцентного раствора поливинилового спирта навеску 5 г ПВС заливают 94 граммами горячей воды с температурой 70-90°С, одновременно перемешивая до получения однородного раствора. Далее продолжая перемешивание для усиления гелеобразования при приготовлении раствора ПВС, добавляют маленькими порциями борную кислоту в количестве 1 вес.%. Все это производят на паровой бане. Продолжают перемешивать до тех пор, пока не получится жидкий мутноватый раствор, по консистенции гелеобразный.

Раствор поливинилового спирта, массой 95 г, с заданной концентрацией и гидрофобизированный нанокремнезем, массой 5 г, помещают в емкость блендера для взбивания и перемешивают (скорость вращения вала 18750 об/мин). В качестве нанокремнезема используется гидрофобизированный аэросил марки R 202, размер частиц которого порядка 10-14 нм и плотность при нормальном уплотнении составляет примерно 50 г/л. Вязкость исходных пятипроцентных гидрогелей не превышает 40 мм2/с.

В результате получается водная дисперсия ПВС, по консистенции напоминающая пасту. Использование водного раствора поливинилового спирта при перемешивании его с гидрофобизированным аэросилом на большой скорости способствует формированию устойчивых капель жидкости, микрокапсулированных нанокремнеземом. Плотность полученной дисперсии ПВС (0,86 кг/л) приближается к плотности 5% раствора ПВС (0,98 г/л). Это указывает на то, что объем дисперсии преимущественно занят раствором ПВС. Адсорбция ПВС вследствие его высоких поверхностно-активных свойств на поверхности частиц аэросила препятствует их ассоциации и образованию протяженной пространственной сетки. Это приводит к резкому росту концентрации капель в объеме дисперсии.

Исследования показали, что использование концентрации аэросила меньше 4 вес.% не обеспечивает необходимую дезагрегацию измельчаемых частиц льда.

Таблица
Детализация условий приготовления системы
Концентрация раствора ПВС, г/мл Сохранение дисперсной структуры системы после цикла замораживание - оттаивание Удовлетворительная вязкость (менее 50 мм2/с) Заключение
1 - + Рекомендуется использовать раствор с концентрацией ПВС примерно равной 5 вес.% в связи с тем, что растворы с концентрацией меньше 3 вес.% не обеспечивают сохранение дисперсной структуры системы после циклов замораживания - оттаивания, а с большими - обладают высокой вязкостью (более 50 мм2/с)
3 - +
5 + +
9 + -
14 + -

Рекомендуется использовать раствор с концентрацией ПВС не менее 5 вес.%, так как растворы с меньшей концентрацией не обеспечивают сохранение дисперсной структуры системы после циклов замораживания - оттаивания.

Полученная предлагаемым способом дисперсия сохраняет мелкодисперсную структуру и при повторении циклов замораживания - оттаивания. Механизм наблюдаемой "криостабилизации" дисперсии возникает вследствие формирования в них криогелевой полимерной структуры.

Предлагаемый способ позволяет снизить энергетические и экономические затраты и получить стабильную водную дисперсию, устойчивую к замерзанию - оттаиванию.

Способ стабилизации водной дисперсии, микрокапсулированной гидрофобизированным нанокремнеземом, включающий введение в нее стабилизирующих добавок (стабилизатора), отличающийся тем, что в качестве стабилизатора в воду вводят поливиниловый спирт концентрацией не менее 5 вес.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к технике лучевой гиперпирексической биотканей и предназначено для ее гипертермии посредством использования энергии поляритонов при поверхностном плазменном резонансе внедренных в нее наночастиц кварца, покрытых золотом с заданной толщиной золотого покрытия 5-20 нм.

Изобретение относится к способу получения наноразмерной доставки антибиотиков ряда блеомицина в клетки млекопитающих. .

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. .

Изобретение относится к покрытию резервуаров и труб, в частности конденсаторных трубок, для снижения или предотвращения образования биопленок, при этом покрытие имеет поверхностное натяжение менее 20 мН/м, причем в качестве материала покрытия используются устойчивые к гидролизу лаки, и где устойчивые к гидролизу лаки выбраны из группы, состоящей из полиуретанов, акрила и силиконов, где покрытие имеет стохастическую топографию с шероховатостями меньше 500 нм, предпочтительно меньше 300 нм.

Изобретение относится к способу получения нанокомпозитов на основе сложных полиэфиров. .
Изобретение относится к технологии получения модифицированных керамических материалов на основе кварцевого стекла с повышенной высокотемпературной прочностью и может быть использовано для создания изделий различного назначения.
Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов, а именно к химико-механическим способам полирования полупроводников. .

Изобретение относится к области радиационно-пучковых технологий создания на поверхности материалов объектов с заданными геометрическими параметрами и может применяться для изменения свойств и геометрических характеристик поверхности объектов наноэлектроники.
Изобретение относится к технологии производства моющих и чистящих средств, а более конкретно - к методам производства поверхностно-активных веществ (ПАВ). .

Изобретение относится к способу получения продукта в виде наночастиц из биополимера. .
Изобретение относится к дисперсиям нанооксида алюминия, предназначенным для образования покрытий. .

Изобретение относится к эмульгаторам, способным образовывать эмульсии типа "вода в масле". .

Изобретение относится к способу получения стабильной дисперсии геля поливинилового спирта в виде порошка, стабилизированной гидрофобизированным нанокремнеземом, устойчивой к циклам оттаивания и замерзания. Способ включает смешивание воды с гелеобразующей добавкой - поливиниловым спиртом и диспергирование замороженного геля в присутствии гидрофобизированного нанокремнезема. Замороженный гель измельчают при отрицательной температуре, выше температуры разрушающей заморозки, обеспечивая возможность работы обычной стандартной мельницы, на которой готовят дисперсию. Технический результат - исключение необходимости применения шоковой заморозки, снижение энергетических и экономических затрат на приготовление дисперсии. 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к стабильным дисперсиям силанизированных частиц коллоидного диоксида кремния, используемым для получения полимерных материалов и композиций для покрытий. Предложен способ получения дисперсии, включающий а) смешивание водной дисперсии силанизированных частиц коллоидного диоксида кремния с по меньшей мере одним органическим соединением, включающим по меньшей мере две гидроксильные группы, выбранным из этиленгликоля и полиолов, в отсутствие какого-либо однофункционального спирта и b) удаление воды из образовавшейся водной дисперсии до тех пор, пока остаток воды в дисперсии не составит ниже примерно 10 мас.%. Предложена также получаемая заявленным способом дисперсия и варианты ее использования. Технический результат - предложенный способ позволяет получать дисперсию, которая остается стабильной при хранении и транспортировке без введения отдельного стабилизатора. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 табл., 46 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения нанокристаллической структуры металла
Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к финишной обработке заготовок с наноструктурированием их поверхностного слоя

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к финишной обработке с получением нанорельефа на обрабатываемой поверхности
Изобретение относится к области технологии получения ядерного топлива на основе диоксида урана, имеющего повышенную плотность и увеличенное содержание делящегося материала
Наверх