包含水溶性聚合物的粉末微粒及其通过熔融乳化的制备制造技术

本发明专利技术提供了包含水溶性聚合物的粉末微粒，该粉末微粒可以通过熔融乳化形成。提供了包含粉末微粒的组合物，该组合物可以包含多个微粒，该多个微粒包含水溶性聚合物和多个纳米颗粒，水溶性聚合物限定微粒的至少外表面，并且多个纳米颗粒中的至少大部分设置在外表面上。上。上。

【技术实现步骤摘要】
包含水溶性聚合物的粉末微粒及其通过熔融乳化的制备


[0001]本公开涉及包含水溶性聚合物的粉末微粒。

技术介绍

[0002]包含天然和合成聚合物的水溶性聚合物是在水中溶解、分散或溶胀的物质，并且可以通过胶凝、增稠或乳化/稳定化来修改水性系统的物理性质。水溶性聚合物作为产品和应用中的添加剂具有宽泛的工业应用范围，诸如例如食品、药物(包括药物递送媒剂)、生物医学试剂、涂料、纺织品、纸、建筑材料、粘合剂、涂层和水处理。例如，由于其准备好的溶解和分散或溶解其中的一系列物质的能力，聚乙烯醇是用于药物递送的经常使用的聚合物。
[0003]有时期望利用微粒形式的水溶性聚合物。然而，由于它们的亲水性和高表面积，可能难以处理水溶性聚合物微粒。例如，水溶性聚合物微粒可以聚集在一起和/或为吸湿性的。此外，一旦部署在产品中或应用中，水溶性聚合物微粒就可以比期望更快地溶解。这些问题可能使水溶性聚合物微粒在各种产品和应用中的使用复杂化。

技术实现思路

[0004]本公开大体上涉及包含水溶性聚合物的粉末微粒，并且更具体地涉及包含水溶性聚合物和允许调节微粒溶解速率的表面添加剂的粉末微粒。
[0005]在一些实施方案中，本公开提供了粉末微粒组合物，所述粉末微粒组合物包含：多个微粒，所述多个微粒包含水溶性聚合物和多个纳米颗粒，所述水溶性聚合物限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上。
[0006]在一些实施方案中，本公开提供了包含聚乙烯醇的粉末微粒组合物。粉末微粒组合物包含：多个微粒，所述多个微粒包含聚乙烯醇和多个疏水官能化的二氧化硅纳米颗粒，所述聚乙烯醇限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个二氧化硅纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上；其中所述微粒基本上为球形并且具有在约1μm至约150μm范围内的平均尺寸(D
50
)，其中几何标准偏差(GSD)为约3或更小。
[0007]在另外的其它实施方案中，用于制备粉末微粒组合物的方法包括：在处于或高于水溶性聚合物的熔点或软化温度的加热温度下将水溶性聚合物和纳米颗粒与载流体组合；其中所述水溶性聚合物和所述载流体在所述加热温度下基本上不混溶；在所述加热温度下在所述纳米颗粒的存在下施加足够的剪切以使所述水溶性聚合物在所述载流体中分散为液化液滴；在已形成液化液滴之后，将所述载流体至少冷却到微粒处于凝固状态形式的温度，所述微粒包含所述水溶性聚合物和多个纳米颗粒，所述水溶性聚合物限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上；以及将该微粒与该载流体分离。
附图说明
[0008]包括以下附图是为了示出本公开的某些方面，并且不应被视为排他的实施方案。
如受益于本公开的本领域普通技术人员将想到的，所公开的主题能够在形式和功能上实现相当大的修改、改变、组合和等同物。
[0009]图1是根据本公开的用于生产粉末微粒的非限制性示例方法的流程图。
[0010]图2示出了实施例1中获得的粉末微粒的粒度的示例性直方图。
具体实施方式
[0011]本公开大体上涉及包含水溶性聚合物的粉末微粒，并且更具体地涉及包含水溶性聚合物和允许调节微粒溶解速率的表面添加剂的粉末微粒。
[0012]有利地，本公开提供了包含水溶性聚合物的粉末微粒，所述水溶性聚合物比尤其是处于粉末微粒形式的常规水溶性聚合物容易处理得多。粉末微粒包含多个微粒，所述多个微粒包含水溶性聚合物和多个纳米颗粒，其中所述水溶性聚合物限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上。纳米颗粒的表面涂层可以减少处理问题并减慢此类粉末微粒的溶解速率。此外，通过调节粉末微粒上纳米颗粒的负载量，可以在一系列值上定制溶解速率。
[0013]促进水溶性聚合物的定制溶解特性的纳米颗粒可通过熔融乳化容易地掺入粉末微粒的表面上，如本文进一步详细描述的。在熔融乳化期间可以容易地调节粉末微粒上纳米颗粒的负载量，并且纳米颗粒负载量可以进一步影响所获得的粉末微粒的尺寸分布。因此，熔融乳化可以在粒度和溶解速率范围内提供水溶性聚合物的粉末微粒。在具体示例中，熔融乳化介质中的疏水表面添加剂(诸如疏水二氧化硅)的定制掺入可以促进控制水溶性颗粒在水中的溶解速率，并且可以改善粉末微粒在酸性环境下的稳定性。粉末微粒表面的更高覆盖率可以降低水溶性聚合物的溶解速率并增加粉末微粒的稳定性。
[0014]进一步有利地，通过熔融乳化形成的粉末微粒可以具有优异的形状规则性(基本上球形)和窄粒度分布。此外，本公开的粉末微粒可以容易地被筛分并且表现出良好的粉末流动特性。由于它们的形状规则性，本文公开的粉末微粒对于在需要严格的粒度控制的各种应用中使用可能是有利的，诸如在药物和生物医学工业中。
[0015]可通过改进的熔融乳化过程来制备具有这些特性的本公开的粉末微粒。与常规熔融乳化过程不同，可将足量的纳米颗粒(特别是氧化物纳米颗粒)与水溶性聚合物一起掺入在熔融乳化介质(载流体)中，使得在冷却后粉末微粒从熔融乳化介质中凝固时在粉末微粒上产生纳米颗粒的均匀涂层。二氧化硅纳米颗粒(特别是疏水官能化二氧化硅纳米颗粒)属于适用于本文公开内容的氧化物纳米颗粒。纳米颗粒可在熔融乳化期间充当乳液稳定剂以在粉末微粒上形成涂层，从而改善粉末流动特性和/或以期望的方式改变粒度分布。有利地，纳米颗粒涂层可以导致呈固体形式的良好粉末流动特性，提供窄粒度分布，并提供受控的溶解性能。
[0016]本公开的另外一个优点是纳米颗粒不必在单独的共混过程中与粉末微粒干混，从而限定两个离散的微粒加工步骤：1)微粒形成和2)通过干混进行的微粒改性。相比之下，常规熔融乳化过程可在制备后将二氧化硅作为助流剂与微粒共混。不仅单独的共混操作是低效的过程，而且可能发生助流剂对粉末微粒的不良覆盖均匀度和非稳健粘附性。根据本公开在熔融乳化介质中包括纳米颗粒可以解决这些问题并提供相关优点，诸如控制微粒尺寸和溶解速率。由于干混过程不会导致将稳健纳米颗粒涂层掺入微粒的表面上，因此可产生
不同微粒特性，诸如溶解、附聚期间的性能差异和尺寸多分散性。
[0017]除了下面的段落作了修改的之外，本文说明书和权利要求书中使用的术语具有其平常且普通的含义。
[0018]如本文所用，术语“纳米颗粒”是指粒度在约1nm至约500nm范围内的微粒材料。
[0019]如本文所用，术语“氧化物”是指金属氧化物和非金属氧化物两者。出于本公开的目的，硅被视为金属。
[0020]如本文所用，术语“氧化物纳米颗粒”是指粒度在约1nm至约500nm范围内并且包含金属氧化物或非金属氧化物的微粒材料。
[0021]如本文所用，乳液稳定剂与表面之间的术语“缔合的”、“缔合”和其语法变体是指乳液稳定剂与表面的化学键合和/或物理粘附。不受理论的限制，据信本文所述的聚合物与乳液稳定剂之间的缔合主要是经由氢键结合和/或其他机制的物理粘附。然而，可在一定程度上发生化学键合。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，所述组合物包含：多个微粒，所述多个微粒包含水溶性聚合物和多个纳米颗粒，所述水溶性聚合物限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性聚合物选自由以下组成的组：聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚(丙交酯
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共
‑
乙交酯)(PLGA)以及它们的任何组合。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性聚合物包括聚乙烯醇(PVA)。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个纳米颗粒包含多个氧化物纳米颗粒、炭黑或它们的任何组合或基本上由多个氧化物纳米颗粒、炭黑或它们的任何组合组成。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个纳米颗粒包括二氧化硅纳米颗粒。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述二氧化硅纳米颗粒具有在约2nm至约150nm范围内的D
50
。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个纳米颗粒是疏水官能化的。8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个微粒中的至少大部分的形状基本上为球形，其中D
50
在约1μm至约150μm的范围内。9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个微粒具有约0.9至约1的圆度。10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述多个微粒包含按重量计约0.05％至约5％的纳米颗粒。11.一种组合物，所述组合物包含：多个微粒，所述多个微粒包含聚乙烯醇和多个疏水官能化的二氧化硅纳米颗粒，所述聚乙烯醇限定所述微粒的至少外表面，并且所述多个二氧化硅纳米颗粒中的至少大部分设置在所述外表面上；其中所述微粒基本上为球形并且具有在约1μm至约150μm范围内的平均尺寸(D
50
)，其中几何标准偏差(G...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：