Дисперсия

Изобретение относится к дисперсиям. Описан способ получения водной дисперсии, который включает стадию смешивания первой фазы, первого несмешивающегося с ней материала, первого полимерного материала и второго полимерного материала, причем: (а) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер формулы I, где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения, где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала; (б) второй полимерный материал включает функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом с образованием ковалентных связей между первым и вторым полимерными материалами; (в) отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0025; и (г) отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,035, и (д) указанная первая фаза содержит воду. Описаны также способы получения дисперсий (варианты), а также описаны дисперсии (варианты). Технический результат - получение стабильных дисперсий материалов. 5 н. и 32 з.п. ф-лы.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к дисперсиям и предусматривает способ получения дисперсий и дисперсии как таковые.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В PCT/GB97/02529 описаны способ получения полимерного материала, полимерный материал как таковой и получение гелей с использованием полимерного материала.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение основано на открытии композиций полимерных материалов, обладающих неожиданными свойствами, например при получении стабильных дисперсий материалов, таких как материалы, нерастворимые в воде.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание полимерного материала, обладающего полезными свойствами.

Согласно первому аспекту изобретения предусматривается способ получения дисперсии, который включает стадию контакта первой фазы, первого несмешивающегося материала и первого полимерного материала со вторым полимерным материалом, причем:

(а) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из факультативно замещенных ароматических и гетероароматических групп, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или

(2) первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе (подходящем для того, чтобы молекулы указанного мономера образовывали в нем агрегаты) и осуществления реакции групп С=С указанного соединения между собой (например, с использованием УФ-излучения) с получением первого полимерного материала;

(б) второй полимерный материал включает функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом с образованием ковалентных связей между первым и вторым полимерными материалами;

(в) отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0025; и

(г) отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,035.

Группы А и/или В могут быть мультициклическими ароматическими или гетероароматическими группами. Предпочтительно А и В независимо выбраны из факультативно замещенных пяти- или, что более предпочтительно, шестичленных ароматических и гетероароматических групп. Предпочтительными гетероатомами указанных гетероароматических групп являются атомы азота, кислорода и серы, из которых предпочтительны кислород и особенно азот. Предпочтительные гетероароматические группы содержат только один гетероатом. Указанный гетероатом предпочтительно расположен на максимальном удалении от положения прикрепления гетероароматической группы к основной цепи полимера. Например, если гетероароматическая группа содержит шестичленное кольцо, гетероатом предпочтительно находится в положении 4 относительно положения связи кольца с основной цепью полимера.

А и В предпочтительно представляют собой различные группы. Предпочтительно одна из групп А или В представляет собой факультативно замещенную ароматическую группу, а вторая представляет собой факультативно замещенную гетероароматическую группу. Предпочтительно А представляет собой факультативно замещенную ароматическую группу, а В представляет собой факультативно замещенную гетероароматическую группу, особенно группу, включающую гетероатом азота, например пиридинильную группу.

Если не указано иное, факультативно замещенные группы, описанные в данной работе, например группы А и В, могут быть замещены атомами галогенов и факультативно замещенными алкильными, ацильными, ацетальными, полуацетальными, ацетальалкилокси-, полуацетальалкилокси-, нитро-, циано-, алкокси-, гидрокси-, амино-, алкиламино-, сульфинильными, алкилсульфинильными, сульфонильными, алкилсульфонильными, сульфонатными, амидо-, алкиламидо-, алкилкарбонильными, алкоксикарбонильными, галокарбонильными и галоалкильными группами. Предпочтительно на факультативно замещенной группе может присутствовать до 3, более предпочтительно до 1 факультативных заместителей.

Если не указано иное, алкильная группа может иметь до 10, предпочтительно до 6, более предпочтительно до 4 атомов углерода, причем особо предпочтительными являются метильная и этильная группы.

Предпочтительно каждая из групп А и В представляет собой полярные атомы или группы; это означает, что предпочтительно в группах А и В существует некоторое разобщение (разделение) зарядов, и/или группы А и В не содержат только атомы углерода и водорода.

Предпочтительно, по меньшей мере, одна из групп А или В включает функциональную группу, которая может подвергаться реакции конденсации, например в реакции со вторым полимерным материалом. Предпочтительно А включает указанную функциональную группу, которая может подвергаться реакции конденсации.

Предпочтительно одна из групп А и В содержит факультативный заместитель, который включает в себя карбонильную или ацетальную группу, причем особо предпочтительной является формильная группа. Вторая из групп А и В может включать факультативный заместитель, который является алкильной группой, причем особо предпочтительной является факультативно замещенная, предпочтительно незамещенная C_1-4 алкильная группа, например метильная группа.

Предпочтительно А представляет собой группу, например ароматическую группу, более конкретно фенильную группу, замещенную (предпочтительно в 4-м положении относительно основной цепи полимера, если А представляет собой факультативно замещенную фенильную группу) формильной группой или группой с общей формулой

где х является целым числом от 1 до 6, а каждый из R³ независимо является алкильной или фенильной группой, или они совместно образуют алкаленовую группу.

Предпочтительно В представляет собой факультативно замещенную гетероароматическую группу, более конкретно азотсодержащую гетероароматическую группу, замещенную по гетероатому атомом водорода или алкильной или аралкильной группой. Более предпочтительно В представляет собой группу с общей формулой

где R⁴ представляет собой атом водорода или алкильную, или аралкильную группу, R⁵ представляет собой атом водорода или алкильную группу, а X^- представляет собой сильнокислотный ион.

Предпочтительно R¹ и R² независимо выбраны из атома водорода или факультативно замещенной, предпочтительно незамещенной алкильной группы. Предпочтительно R¹ и R² представляют собой одинаковый атом или одинаковую группу. Предпочтительно R¹ и R² представляют собой атом водорода.

Предпочтительные первые полимерные материалы могут быть получены из любого из соединений, описанных на странице 3 в строках с 8 по 39 GB 2030575 В, способом, описанным в WO 98/12239.

Такие мономерные соединения включают: α-(р-формилстирил)-пиридиний, γ-(р-формилстирил)-пиридиний, α-(m-формилстирил)-пиридиний, N-метил-α-(р-формилстирил)-пиридиний, N-метил-β-(р-формилстирил)-пиридиний, N-метил-α-(m-формилстирил)-пиридиний, N-метил-α-(о-формилстирил)-пиридиний, N-этил-α-(р-формилстирил)-пиридиний, N-(2-гидроксиэтил)-α-(р-формилстирил)-пиридиний, N-(2-гидроксиэтил)-γ-(р-формилстирил)-пиридиний, N-аллил-α-(р-формилстирил)-пиридиний, N-метил-γ-(р-формилстирил)-пиридиний, N-метил-γ-(m-формилстирил)-пиридиний, N-бензил-α-(р-формилстирил)-пиридиний, N-бензил-γ-(р-формилстирил)-пиридиний и N-карбамоилметил-γ-(р-формилстирил)-пиридиний. Эти четвертичные соли могут быть использованы в форме гидрохлоридов, гидробромидов, гидройодидов, перхлоратов, тетрафторборатов, метосульфатов, фосфатов, сульфатов, метансульфонатов и р-толуен-сульфонатов.

Также мономерные соединения могут представлять собой стирилпиридиний, имеющий ацетатную группу, включая следующие:

Первый полимерный материал может иметь формулу

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, а п является целым числом. Подходящее число n равно 10 или меньше, предпочтительно 8 или меньше, более предпочтительно 6 или меньше, особенно 5 или меньше. Подходящее число n равно, по меньшей мере, 1, предпочтительно по меньшей мере, 2, более предпочтительно по меньшей мере, 3.

Предпочтительно второй полимерный материал включает в себя функциональную группу, которая способна реагировать с первым полимерным материалом в реакции конденсации, так что между первым и вторым полимерными материалами образуются ковалентные связи. Предпочтительно в реакции между первым и вторым полимерными материалами образуется третий полимерный материал.

Предпочтительно образование третьего полимерного материала из первого и второго полимерных материалов включает в себя реакцию конденсации. Предпочтительно образование третьего полимерного материала включает в себя реакцию, катализируемую кислотой. Предпочтительно первый и второй полимерные материалы содержат функциональные группы, которые приспособлены к реагированию, например к участию в реакции конденсации, с образованием третьего полимерного материала. Предпочтительно первый и второй полимерные материалы содержат функциональные группы, которые приспособлены к реагированию, например к участию в реакции, катализируемой кислотой, с образованием третьего полимерного материала.

Предпочтительно второй полимерный материал содержит функциональную группу, выбранную из спирта, карбоновой кислоты, производного карбоновой кислоты, например сложного эфира, и аминной группы. Второй полимерный материал предпочтительно содержит основную цепь, предпочтительно состоящую, по существу, из атомов углерода. Основная цепь предпочтительно является насыщенной. От основной цепи отходят в сторону одна или несколько вышеописанных функциональных групп. Указанный полимер может иметь молекулярную массу, по меньшей мере, равную 10000. Второй полимерный материал предпочтительно является поливиниловым полимером. Предпочтительные вторые полимерные соединения включают факультативно замещенные, предпочтительно незамещенные, поливиниловый спирт, поливинилацетат, полиалкиленгликоли, например полипропиленгликоль, и коллаген (и любые их компоненты). Второй полимерный материал может быть сополимером, причем, по меньшей мере, один из его компонентов имеет характеристики, описанные выше для второго полимерного материала. Второй полимерный материал предпочтительно является поливиниловым спиртом. Третий полимерный материал может включать звено с формулой:

где R¹, R² и В являются такими, как описано выше, А¹ представляет собой остаток группы А, описанной выше, после реакции первого и второго полимерного материалов, Y представляет собой остаток второго полимерного материала после указанной реакции, включающей первый и второй полимерные материалы, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками первого и второго полимерных материалов. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения А¹ представляет собой факультативно замещенную фенильную группу, Х представляет собой группу:

которая связана через атомы кислорода с остатком второго полимерного материала. Например, группа Х может быть связана с основной цепью полимера второго полимерного материала.

Таким образом, указанный способ предпочтительно включает стадию реагирования первого и второго полимерных материалов между собой с образованием третьего полимерного материала.

Первая фаза предпочтительно содержит воду, более предпочтительно в основном состоит из воды. Соответственно предпочтительно массовые доли первого и второго полимерного материалов, указанные в параграфах (в) и (г) первого аспекта, относятся к массам первого и второго полимерных материалов относительно количества присутствующей воды.

В способе согласно первому аспекту отношение массы первого полимерного материал к массе первой фазы может быть меньше или равно 0,0020, может быть также меньше или равно 0,0015 и предпочтительно меньше или равно 0,001. В некоторых случаях указанное отношение может быть меньше 0,0005. Подходящим является отношение по меньшей мере 0,00005 и предпочтительно по меньшей мере, 0,00010.

Отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы может быть меньше или равно 0,030, может быть также меньше или равно 0,026, предпочтительно меньше или равно 0,020, и более предпочтительно меньше или равно 0,010. Подходящим является отношение, по меньшей мере, 0,001, предпочтительно по меньшей мере, 0,005, и более предпочтительно по меньшей мере, 0,0055.

Соответственно отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100. Указанное отношение может быть, по меньшей мере, 15, предпочтительно, по меньшей мере, 20. В некоторых случаях оно может быть, по меньшей мере, 30. Указанное отношение может быть меньше 90, предпочтительно меньше 80. В некоторых случаях оно может быть меньше 70.

Как описано выше, третий полимерный материал может быть получен посредством реакции первого и второго полимерных материалов. Соответственно отношение массы третьего полимерного материала к массе первой фазы является равным 0,0375 или меньше. Предпочтительно указанное отношение меньше или равно 0,03, более предпочтительно меньше или равно 0,025, особо предпочтительно меньше или равно 0,02. Указанное отношение может быть, по меньшей мере, 0,001, предпочтительно, по меньшей мере, 0,05.

Способ может быть использован для диспергирования в первой фазе количеств первого материала, варьирующих в широком диапазоне. Отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала может быть в диапазоне от 200 до 3200. Указанное соотношение может быть, по меньшей мере, 300, предпочтительно, по меньшей мере, 350. Указанное соотношение может быть меньше 3000, предпочтительно меньше 2500, более предпочтительно равно 2000 или меньше.

Отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала может быть в диапазоне от 5 до 80. Указанное отношение может быть, по меньшей мере 6, и предпочтительно, по меньшей мере, 8. Указанное отношение может быть меньше 70 и предпочтительно равно 60 или меньше.

Массовый % первой фазы, контактирующей с первым материалом и первым и вторым полимерными материалами, в данном способе может быть равен, по меньшей мере, 10 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 15 мас.%. Во многих случаях мас.% равен, по меньшей мере, 20 мас. %. Указанный мас.% первой фазы предпочтительно равен 80 мас.% или меньше.

Массовый % первого материала, контактирующего с первой фазой и первым и вторым полимерными материалами, в данном способе может быть равен, по меньшей мере, 20 мас.%. Указанный массовый процент может быть равен 85 мас.% или меньше.

Массовый процент первого полимерного материала, контактирующего с первой фазой, первым материалом и вторым полимерным материалом, в данном способе может быть равен, по меньшей мере, 0,020 мас.%. Указанный мас.% может быть равен 0,1 мас.% или меньше.

Массовый процент второго полимерного материала, контактирующего с первой фазой, первым материалом и первым полимерным материалом, в данном способе может быть равен, по меньшей мере, 1 мас.%. Указанный мас.% может быть равен 3 мас.% или меньше, предпочтительно 2,5 мас.% или меньше.

Первый материал может быть любым материалом, не смешивающимся с первой фазой, прежде всего водой. Первый материал может быть жидкостью или твердым веществом в тех условиях, при которых контактируют первая фаза и первый материал. Первый материал может быть жидкостью или твердым веществом при 25°С и атмосферном давлении. Если первый материал является жидкостью, он может быть жидкой фазой органического вещества или жидкой фазой неорганического вещества. Если первый материал является твердым веществом, указанное твердое вещество является веществом, не смешивающимся с первой фазой, прежде всего водой, и предпочтительно находится в тонкоизмельченной форме, например, в порошкообразной форме. Первый материал предпочтительно является жидкостью в тех условиях, при которых он контактирует с первой фазой.

Первый материал может содержать масло. Это может быть минеральное, силиконовое или растительное масло, или масло любого другого типа. Первый материал может включать в себя активный ингредиент, например, активный фармацевтический или гербицидный ингредиент.

В способе согласно первому аспекту изобретения первая фаза, первый материал, первый полимерный материал и второй полимерный материал могут быть приведены в контакт и перемешаны друг с другом, возможно, с использованием высокоскоростной мешалки. Это может быть осуществлено при температуре и давлении окружающей среды. Предпочтительно в данном способе первую фазу, первый полимерный материал и второй полимерный материал вначале приводят в контакт предпочтительно посредством перемешивания. Затем смесь, содержащую первую фазу, первый полимерный материал и второй полимерный материал, предпочтительно смешивают с первым материалом. Предполагается, что перемешивание с первым материалом приведет к образованию прослойки, содержащей первый и второй полимерные материалы, между первой фазой и первым материалом. Например, первый и второй полимерные материалы могут адсорбироваться на первом материале. Предпочтительно после начального контакта указанных материалов могут быть проведены стадии, способствующие реакции первого и второго полимерных материалов. На нее можно повлиять посредством регулирования рН, например снижения рН, смеси, содержащей первую фазу, первый материал, и первый и второй полимерные материалы. Можно добавить к смеси кислоту, например протонную кислоту, для снижения рН ниже 4, предпочтительно ниже 3, более предпочтительно ниже 2. После добавления кислоты рН предпочтительно должен быть выше 1. Предполагается, что после реакции третий полимерный материал, образованный так, как описано выше, будет окружать, возможно инкапсулировать частицы и/или капли первого материала, и указанные частицы и/или капли будут диспергированы в первой фазе. В качестве варианта смесь впоследствии можно нейтрализовать добавлением основания.

Форма и/или консистенция смеси после образования третьего полимерного материала будет различной в зависимости от состава смеси. Если отношение массы первого материала к массе первой фазы (первоначально контактирующих в данном способе) относительно большое (то есть больше 3 или больше 4), то смесь может иметь относительно густую консистенцию (например, как у густого крема). С другой стороны, если указанное отношение меньше (например, меньше 1,5), вязкость может быть значительно меньше.

После образования третьего полимерного материала смесь можно обрабатывать дальше. Из смеси может быть удалена вода, например, посредством сушки. Это может привести к образованию сухих частиц первого материала и связанного с ним третьего полимерного материала. Сухие частицы можно повторно гидратировать и/или повторно диспергировать посредством добавления воды.

Относительные количества первого и второго полимерных материалов, используемые для получения третьего полимерного материала, могут быть отрегулированы для изменения свойств сухих частиц описанного типа. Например, если используемое количество первого полимерного материала увеличивается, слой третьего полимерного материала вокруг первого материала может быть более плотным. При относительно низких концентрациях первого полимерного материала слой третьего полимерного материала может быть относительно мягким. Кроме того, в целом, чем больше время реакции первого и второго полимерных материалов, тем более плотный слой образуется.

Согласно второму аспекту изобретения предусмотрен способ получения дисперсии, который включает стадию контакта первой фазы, не смешивающегося с ней первого материала и первого полимерного материала, описанного в первом аспекте (например, имеющего повторяющееся звено с формулой I), со вторым полимерным материалом, который содержит функциональную группу, описанную в первом аспекте, причем:

(а) отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100; или

(б) отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 200 до 3200; и отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала находится в диапазоне от 8 до 80.

Согласно третьему аспекту изобретения предусматривается способ получения дисперсии, содержащей первую фазу и первый материал, не смешивающийся с ней; способ включает контакт первой фазы и первого материала с:

(а) первым полимерным материалом, описанным в первом аспекте (например, имеющим повторяющийся мономер с формулой I), и вторым полимерным материалом, который содержит функциональную группу, описанную в первом аспекте, причем посредством реакции первого и второго полимерных материалов образуется третий полимерный материал; или

(б) третьим полимерным материалом, содержащим группу с формулой:

где R¹, R² и В являются такими, как описано выше, А¹ представляет собой остаток группы А, описанной выше, Y представляет собой остаток второго полимерного материала, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками групп А и Y;

причем отношение массы третьего полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0375.

Согласно четвертому аспекту изобретения обеспечена дисперсия, состоящая из первой фазы, не смешивающегося с ней первого материала, первого полимерного материала, описанного в первом аспекте (например, имеющего повторяющееся звено с формулой I), и второго полимерного материала, который содержит функциональную группу, описанную в первом аспекте, причем:

(а) отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0025, а отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,035; или

(б) отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100; или

(в) отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 200 до 32000, а отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала находится в диапазоне от 8 до 80.

Согласно пятому аспекту изобретения обеспечена дисперсия, состоящая из первой фазы, не смешивающегося с ней первого материала и третьего полимерного материала, который включает группу с формулой:

где R¹, R² и В являются такими, как описано выше, А¹ представляет собой остаток группы А, описанной выше, Y представляет собой остаток второго полимерного материала, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками групп Y и А¹; причем отношение массы третьего полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0375.

А¹ предпочтительно представляет собой факультативно замещенную фенильную группу, а Х представляет собой группу

которая связана через атомы кислорода с остатком второго полимерного материала.

Любой признак любого аспекта любого изобретения, описанного выше, может сочетаться с любым признаком любого аспекта любого другого изобретения или варианта осуществления изобретения с необходимыми изменениями.

Далее ради примера будут описаны специфические примеры осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1. Получение поли(1,4-ди(4-(N-метилпиридинил))-2,3-ди(4-(1-формилфенил)-бутилидена

Он был получен так, как описано в Примере 1 PCT/GB97/02529, содержание которого включено в данную работу посредством ссылки. В использованном способе готовили водный раствор, содержавший более 1 мас.% 4-(4-формилфенилэтенил)-1-метилпиридиния метосульфоната (SbQ), посредством перемешивания SbQ с водой при температуре окружающей среды. При таких условиях молекулы SbQ образуют агрегаты. Затем раствор подвергали действию ультрафиолетового излучения. Это приводит к фотохимической реакции между двойными углерод-углеродными связями соседних молекул 4-(4-формилфенилэтенил)-1-метилпиридиния метосульфоната (I) в агрегате с образованием полимера - поли(1,4-ди(4-(N-метилпиридинил))-2,3-ди(4-(1-формилфенил)бутилидена метосульфоната (II), как показано в схеме реакции, приведенной ниже. Следует учесть, что анионы соединений I и II были опущены в интересах ясности:

Пример 2. Общая процедура получения водной микроэмульсии нерастворимого в воде материала

Нерастворимый в воде материал, например, неполярный материал, смешивают с водной композицией, содержащей полимер из Примера 1 и поливиниловый спирт (например, с 88% гидролизованного поливинилового спирта с молекулярной массой 300000), с помощью высокоскоростной мешалки при температуре окружающей среды. Это приводит к эмульгированию нерастворимого в воде материала в виде микрокапель, которые стабилизируются за счет адсорбции слоя, например почти мономолекулярного слоя, полимера из Примера 1 и поливинилового спирта. Затем вызывают реакцию двух полимеров, содержащихся в слое, например реакцию, катализируемую кислотой, с получением слоя гидрогеля, который инкапсулирует нерастворимый в воде материал. Образование гидрогеля суммировано в виде схемы, приведенной ниже.

Предпочтительные микроэмульсии могут быть получены с использованием водных композиций, содержащих до 0,1 мас.%, например от 0,025 до 0,1 мас.%, полимера из Примера 1 и до 2,5 мас.%, например от 1 до 2,5 мас.%, поливинилового спирта. Такие водные композиции могут быть использованы для получения микроэмульсий, содержащих до 75 мас.% нерастворимых в воде материалов, то есть может быть использовано до 75 мас.% нерастворимого в воде материала и 25 или более массовых % водной композиции описанного типа.

Пример 3. Эмульгирование тяжелой сырой нефти

25 г водной композиции, содержавшей 0,05 мас.% полимера из Примера 1 и 2 мас.% поливинилового спирта, описанного в Примере 2 (остаток составляла вода), перемешивали с высокой скоростью с 75 г сырой нефти. Затем добавили 5 мл 5% раствора хлористоводородной кислоты для снижения рН примерно до 1,8. Затем продолжили перемешивание и, в конечном итоге, были получены очень мелкие капельки, содержавшие инкапсулированную нефть. Хотя полученная эмульсия была относительно густой, добавление воды снижало вязкость без дестабилизации микроэмульсии.

Пример 4. Эмульгирование сырой нефти

Следовали процедуре, описанной в Примере 3, за исключением того, что было эмульгировано 50 г тяжелой сырой нефти. В этом случае была получена эмульсия с меньшей вязкостью, чем в Примере 3, и с широким диапазоном вариаций размеров капелек.

Пример 5. Эмульгирование гербицидов

50 г водной композиции, описанной в Примере 3, смешали в условиях высокой скорости с жидкостью, содержавшей нерастворимый в воде органический гербицидный ингредиент (50 мас.%), для того, чтобы эмульгировать гербицидный ингредиент. Смесь подкислили до рН 1,8 с помощью 5% раствора хлористоводородной кислоты и продолжили перемешивание в течение одного часа. Затем смесь нейтрализовали с помощью раствора NaOH (Нейтрализация прекращает катализируемую кислотой реакцию между полимерами). Полученному материалу дали возможность высохнуть на воздухе, и пробу материала рассмотрели под микроскопом, высушив ее на предметном стекле. Было обнаружено, что при высыхании материал разрушается.

Пример 6. Эмульгирование гербицидов

Следовали процедуре, описанной в Примере 5, за исключением того, что, вместо нейтрализации смеси через 1 час смесь нейтрализовали с помощью раствора NaOH через 5 часов. Затем композиции дали возможность высохнуть и наблюдали ее под микроскопом, как описано в Примере 5.

В этом Примере было обнаружено, что материал сохранил свою целостность после сушки и его можно было регидратировать, например, добавляя на предметное стекло воду по каплям.

Примеры с 7 по 12 иллюстрируют, как можно варьировать процедуры приготовления с целью изменения свойств микроэмульсий и полученных из них материалов. Упоминаемый жидкий парафин представлял собой жидкий парафин медицинского качества. Он был выбран в качестве представителя нерастворимых в воде материалов.

Пример 7

После процедуры, в целом описанной в Примере 2, 80 мас.% водной композиции, содержавшей 0,05 мас.% полимера из Примера 1, и 3 мас.% поливинилового спирта, упомянутого в Примере 2, смешивали с 20 мас.% жидкого парафина. Затем добавляли 7% HCl для снижения рН примерно до 1,8 и в результате была получена стабильная микроэмульсия. При высушивании на воздухе и исследовании, описанном в Примере 5, капельки разрушались.

Пример 8

Была использована процедура из Примера 7, за исключением того, что было эмульгировано 50 мас.% парафина. После добавления кислоты была получена стабильная микроэмульсия. После высушивания, описанного в Примере 5, полученный материал не разрушался, а были получены сухие частицы инкапсулированного жидкого парафина. Эти частицы легко можно было регидратировать.

Пример 9

Следовали процедуре из Примера 8, за исключением того, что была использована водная композиция, содержавшая 0,75 мас.% полимера из Примера 1 и 3 мас.% поливинилового спирта. Микроэмульсия, по существу, вела себя так, как описано в Примере 8.

Пример 10

Следовали процедуре из Примера 8, в которой было использовано 50 мас.% жидкого парафина, за исключением того, что была использована водная композиция, содержавшая 0,05 мас.% полимера из Примера 1 и 1 мас.% поливинилового спирта, описанного в Примере 2. Была получена эмульсия с капельками большего размера. Было обнаружено, что эмульсия может быть получена таким способом при содержании жидкого парафина до 85 мас.%. При 85 мас.% жидкого парафина было обнаружено, что после добавления 7% HCl для снижения рН примерно до 1,8 и последующего выдерживания в течение ночи эмульсия становилась твердой.

Пример 11

Следовали процедуре из Примера 8, за исключением того, что нейтрализацию с помощью NaOH проводили через 3 часа после подкисления. (Следует указать, что в процедуре по Примеру 8 нет стадии нейтрализации основанием). После высушивания, описанного выше, было обнаружено, что материал распадается.

Пример 12

Следовали процедуре из Примера 8, модифицированной аналогично процедуре, описанной в Примере 11. В этом случае также было обнаружено, что после высыхания материал распадается.

В примерах 13 и 14 описано использование в качестве неполярного материала дизельного масла.

Пример 13

После процедуры, в целом описанной в Примере 2, 25 мас.% водной композиции, содержавшей 0,05 мас.% полимера из Примера 1, и 2 мас.% поливинилового спирта, указанного в Примере 2, смешали с 75 мас.% дизельного масла, и смесь подвергли интенсивному перемешиванию. После добавления кислоты с целью снижения рН примерно до 1,8 образовалась микроэмульсия с консистенцией густого крема. Было обнаружено, что эта композиция очень легко воспламеняется. Такую композицию можно использовать в качестве заменителя обычных смесей дизельное масло/вода, используемых для сжигания, так как эмульгированное масло легче горит.

Пример 14

Следовали процедуре, описанной в Примере 13, за исключением того, что было эмульгировано 50 мас.% дизельного масла. Была получена эмульсия типа густого крема. В этом случае было обнаружено, что полученный материал не горит. Такие материалы могут быть использованы для безопасной транспортировки дизельного топлива (или других горючих жидкостей, например ацетона, эфира, ксилола и т.п.), так как при описанной инкапсуляции в микроэмульсии эти материалы не создают значительной пожароопасности.

Пример 15. Общая процедура разрушения микроэмульсий

Описанные выше микроэмульсии могут быть разрушены с использованием соли периодата, которая расщепляет цепи поливинилового спирта. Таким образом, этот процесс может быть применен, например, к эмульсии в виде густого крема из Примера 14. При обработке дизельное масло отделяется от других компонентов и может быть выделено.

Внимание читателей направляется на все статьи и документы, которые были опубликованы одновременно с данным описанием изобретения или до него в связи с данной заявкой и которые открыты для публичного рассмотрения вместе с данным описанием изобретения, причем содержание всех этих статей и документов включено в данную работу посредством ссылок.

Все признаки изобретения, описанные в данном описании изобретения (включая прилагаемые формулу изобретения, реферат и рисунки), и/или все стадии любого описанного способа или процесса, описанные в данной работе, могут объединяться в виде любой комбинации, за исключением таких комбинаций, в которых, по крайней мере, некоторые из этих признаков и/или стадий являются взаимно исключающими.

Каждый признак изобретения, описанный в данном описании изобретения (включая прилагаемые формулу изобретения, реферат и рисунки), может быть заменен альтернативными признаками, служащими той же, эквивалентной или сходной цели, если явно не указано иное. Следовательно, если явно не указано иное, любой описанный признак изобретения является лишь примером родовой серии эквивалентных или сходных признаков.

Изобретение не ограничено деталями вышеизложенного варианта (или вариантов) осуществления изобретения. Изобретение распространяется на любой новый признак или новую комбинацию признаков, описанных в данном описании изобретения (включая прилагаемые формулу изобретения, реферат и рисунки), и на любую новую стадию или любую новую комбинацию стадий способа или процесса, описанного в данной работе.

1. Способ получения водной дисперсии, который включает стадию смешивания первой фазы, первого несмешивающегося с ней материала, первого полимерного материала и второго полимерного материала, причем

(а) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или

(2) первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала;

(б) второй полимерный материал включает функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом с образованием ковалентных связей между первым и вторым полимерными материалами;

(в) отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0025; и

(г) отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,035, и

(д) указанная первая фаза содержит воду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что группы А и В независимо выбраны из пяти- или шестичленных ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что А и В представляют собой различные группы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что группа А представляет собой ароматическую группу, которая может быть замещенной, а группа В представляет собой гетероароматическую группу, которая может быть замещенной.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что группы А и В не содержат исключительно атомы углерода и водорода.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из групп А или В включает функциональную группу, которая может подвергаться реакции конденсации.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что одна из групп А или В содержит заместитель, который содержит карбонильную или ацетильную группу.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что другая из групп А или В содержит заместитель, который представляет собой алкильную группу.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что А представляет собой группу, замещенную формильной группой или замещенную группой с общей формулой

где x является целым числом от 1 до 6, и каждый R³ независимо является алкильной или фенильной группой, или они совместно образуют алкаленовую группу.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что В представляет собой факультативно замещенную гетероароматическую группу, замещенную по гетероатому атомом водорода, или алкильной, или аралкильной группой.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что R¹ и R² независимо выбраны из атома водорода или алкильной группы, которая может быть замещенной.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что R¹ и R² представляют собой одинаковые атомы или группы.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй полимерный материал содержит функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом в реакции конденсации, так что между первым и вторым полимерными материалами образуется ковалентная связь.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй полимерный материал включает функциональную группу, выбранную из спирта, карбоновой кислоты, производного карбоновой кислоты и аминной группы.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй полимерный материал является поливиниловым полимером.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй полимерный материал является факультативно замещенным поливиниловым спиртом, поливинилацетатом или полиалкиленгликолем.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что в реакции первого и второго полимерных материалов образуется третий полимерный материал, причем третий полимерный материал включает группу с формулой

где R¹, R² и В являются такими, как описано выше, А¹ представляет собой остаток группы А, описанной выше, после реакции первого и второго полимерных материалов, Y представляет собой остаток второго полимерного материала после указанной реакции, включающей первый и второй полимерные материалы, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками первого и второго полимерных материалов.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая фаза содержит воду.

19. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0020 и составляет, по меньшей мере, 0,00005.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы составляет, по меньшей мере, 0,00010 и меньше или равно 0,0015.

21. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,030 и составляет, по меньшей мере, 0,001.

22. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,020 и составляет, по меньшей мере, 0,005.

23. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100.

24. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала составляет, по меньшей мере, 20 и меньше 90.

25. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы третьего полимерного материала, который образуется в реакции между первым и вторым полимерными материалами, к массе первой фазы меньше или равно 0,0375.

26. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 200 до 3200.

27. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала составляет, по меньшей мере, 350 и меньше или равно 2000.

28. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала находится в диапазоне от 5 до 80.

29. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовый % первой фазы, контактирующей с первым материалом и первым и вторым полимерными материалами, в данном способе составляет, по меньшей мере, 10 мас.% и меньше или равен 80 мас.%.

30. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовый % первой фазы, контактирующей с первым материалом и первым и вторым полимерными материалами, в данном способе составляет, по меньшей мере, 10 мас.% и меньше или равен 80 мас.%; массовый % первого материала, контактирующего с первой фазой и первым и вторым полимерными материалами, в данном способе составляет, по меньшей мере, 20 мас.% и меньше или равен 85 мас.%; массовый процент первого полимерного материала, контактирующего с первой фазой, первым материалом и вторым полимерным материалом, в данном способе составляет, по меньшей мере, 0,020 мас.% и меньше или равен 0,1 мас.%; и массовый % второго полимерного материала, контактирующего с первой фазой, первым материалом и первым полимерным материалом, составляет, по меньшей мере, 1 мас.% и меньше или равен 3 мас.%.

31. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый материал является маслом.

32. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь после образования третьего полимерного материала обрабатывают с целью удаления из нее воды.

33. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый полимерный материал является таким, как описано в (а) (1).

34. Способ получения дисперсии, который включает стадию смешивания первой фазы, не смешивающегося с ней первого материала, первого полимерного материала и второго полимерного материала, причем (а) отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100; или (б) отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 200 до 3200; и отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала находится в диапазоне от 8 до 80,

в котором (в) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, а R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или

(2) первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала;

(г) второй полимерный материал включает функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом с образованием ковалентных связей между первым и вторым полимерными материалами;

(д) первая фаза содержит воду.

35. Способ получения дисперсии, содержащей первую фазу и первый материал, не смешивающийся с ней, включающий смешивание первой фазы и первого материала с:

(а) первым полимерным материалом и вторым полимерным материалом, причем посредством реакции первого и второго полимерных материалов образуется третий полимерный материал; или

(б) третьим полимерным материалом, содержащим группу с формулой

где А¹ представляет собой остаток группы А, описанной ниже, Y представляет собой остаток второго полимерного материала, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками групп А и Y;

причем в обоих материалах (а) и (б) отношение массы третьего полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0375;

где первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

или первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала;

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы;

причем первая фаза содержит воду.

36. Дисперсия, включающая первую фазу, не смешивающийся с ней первый материал, первый полимерный материал и второй полимерный материал, причем

(а) отношение массы первого полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0025, а отношение массы второго полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,035; или

(б) отношение массы второго полимерного материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 10 до 100; или

(в) отношение массы первого материала к массе первого полимерного материала находится в диапазоне от 200 до 3200, а отношение массы первого материала к массе второго полимерного материала находится в диапазоне от 8 до 80,

при этом

(г) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или

(2) первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала;

(д) второй полимерный материал включает функциональную группу, способную реагировать с первым полимерным материалом с образованием ковалентных связей между первым и вторым полимерными материалами;

(е) первая фаза содержит воду.

37. Дисперсия, состоящая из первой фазы, не смешивающегося с ней первого материала и третьего полимерного материала, который включает группу с формулой

где А¹ представляет собой остаток группы А, описанной ниже, Y представляет собой остаток второго полимерного материала, а Х представляет собой соединительный атом или группу, находящуюся между остатками групп Y и А¹;

причем отношение массы третьего полимерного материала к массе первой фазы меньше или равно 0,0375;

при этом

(а) (1) первый полимерный материал содержит повторяющийся мономер с формулой

где А и В являются одинаковыми или различными, выбраны из ароматических и гетероароматических групп, которые могут быть замещенными, и, по меньшей мере, одна из них содержит относительно полярный атом или группу, a R¹ и R² независимо содержат относительно неполярные атомы или группы; или

(2) первый полимерный материал получен или может быть получен посредством образования соединения с общей формулой

где А, В, R¹ и R² являются такими, как описано выше, в водном растворителе, и проведения реакции групп С=С указанного соединения между собой с получением первого полимерного материала;

(б) первая фаза содержит воду.