RU2789176C2 - Porous metal oxide microspheres - Google Patents
Porous metal oxide microspheres Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789176C2 RU2789176C2 RU2020113249A RU2020113249A RU2789176C2 RU 2789176 C2 RU2789176 C2 RU 2789176C2 RU 2020113249 A RU2020113249 A RU 2020113249A RU 2020113249 A RU2020113249 A RU 2020113249A RU 2789176 C2 RU2789176 C2 RU 2789176C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microspheres
- porous microspheres
- porous
- disclosed
- average
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Раскрываются пористые микросферы оксида металла, способы их получения и их применения. Микросферы являются подходящими, например, для применения в качестве структурных красителей.Disclosed are porous metal oxide microspheres, methods for their preparation and their applications. Microspheres are suitable, for example, for use as structural dyes.
Уровень техникиState of the art
Традиционные пигменты и красители проявляют цвет благодаря поглощению и отражению света на основе химической структуры. Структурные красители проявляют цвет благодаря эффектам интерференции света на основе физической структуры, а не химической структуры. Структурные красители встречаются в природе, например, в птичьих перьях, крыльях бабочек и некоторых драгоценных камнях. Структурные красители представляют собой материалы, содержащие микроскопически структурированные поверхности, достаточно маленькие для интерференции видимого света и создания цвета. Такие материалы могут быть основаны на фотонных материалах, включая, помимо прочего, опалы, обратные опалы, фотонные гранулы, фотонные сферы или композитные фотонные кристаллы. Термин «фотонный материал» относится к материалу, имеющему степень периодических изменений в его структуре.Traditional pigments and dyes develop color by absorbing and reflecting light based on their chemical structure. Structural dyes exhibit color through light interference effects based on physical structure rather than chemical structure. Structural dyes are found in nature, for example, in bird feathers, butterfly wings, and some gemstones. Structural dyes are materials containing microscopically structured surfaces small enough to interfere with visible light and produce color. Such materials may be based on photonic materials, including, but not limited to, opals, reverse opals, photonic beads, photonic spheres, or composite photonic crystals. The term "photonic material" refers to a material having a degree of periodic changes in its structure.
Структурные красители могут проявлять высокую стабильность. Соответственно, желательны структурные красители, которые демонстрируют различные цвета видимого света, наблюдаемые невооруженным глазом, когда присутствуют в массе. Такие структурные красители могут быть включены в состав потребительских товаров в качестве замены менее стабильных и/или менее экологически благоприятных пигментов или красителей.Structural dyes can exhibit high stability. Accordingly, structural dyes are desirable that exhibit different colors of visible light visible to the naked eye when present in bulk. Such structural dyes may be incorporated into consumer products as a replacement for less stable and/or less environmentally friendly pigments or dyes.
Было установлено, что некоторые пористые микросферы оксида металла обладают высоким качеством цветопередачи. Микросферы обеспечивают цвет, видимый в массе.Some porous metal oxide microspheres have been found to have a high color rendering quality. The microspheres provide the color visible in the mass.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Соответственно раскрывается способ получения полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы, причем способ включает образование жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; образование по меньшей мере одного дополнительного жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; смешивание каждого из растворов или дисперсий вместе; образование капель смеси; и сушку капель с обеспечением полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы; где средние диаметры монодисперсных полимерных наночастиц каждого из растворов или дисперсий являются различными.Accordingly, a method is disclosed for preparing polymeric microspheres containing polydisperse polymeric nanospheres, the method comprising forming a liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; the formation of at least one additional liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; mixing each of the solutions or dispersions together; the formation of droplets of the mixture; and drying the droplets to provide polymeric microspheres containing polydisperse polymeric nanospheres; where the average diameters of the monodisperse polymeric nanoparticles of each of the solutions or dispersions are different.
Также раскрываются полимерные микросферы, содержащие более чем одну популяцию монодисперсных полимерных наносфер, где каждая популяция монодисперсных полимерных наносфер имеет различные средние диаметры. Объемный образец полимерных микросфер может проявлять цвет, наблюдаемый человеческим глазом.Also disclosed are polymeric microspheres containing more than one population of monodisperse polymeric nanospheres, where each population of monodisperse polymeric nanospheres has different average diameters. A bulk sample of the polymeric microspheres may exhibit color as seen by the human eye.
Также раскрывается способ получения пористых микросфер оксида металла, причем способ включает образование жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; образование по меньшей мере одного дополнительного жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; смешивание каждого из растворов или дисперсий вместе; где оксид металла добавляют к одному или более из растворов или суспензий и/или где оксид металла добавляют к смеси с образованием жидкой дисперсии полимерных наночастиц и оксида металла; образование жидких капель жидкой дисперсии; сушку капель с обеспечением полимерных матричных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы и оксид металла; и удаление полимерных наносфер из матричных микросфер с обеспечением пористых микросфер оксида металла; где средние диаметры монодисперсных полимерных наночастиц каждого из растворов или дисперсий являются различными.Also disclosed is a method for producing porous metal oxide microspheres, the method comprising forming a liquid solution or dispersion of monodisperse polymer nanoparticles; the formation of at least one additional liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; mixing each of the solutions or dispersions together; where the metal oxide is added to one or more of the solutions or suspensions and/or where the metal oxide is added to the mixture to form a liquid dispersion of polymer nanoparticles and metal oxide; formation of liquid droplets of the liquid dispersion; drying drops to provide polymer matrix microspheres containing polydisperse polymer nanospheres and metal oxide; and removing the polymeric nanospheres from the matrix microspheres to provide porous metal oxide microspheres; where the average diameters of monodisperse polymeric nanoparticles of each of the solutions or dispersions are different.
Также раскрываются пористые микросферы, содержащие оксид металла, где микросферы имеют средний диаметр от около 0.5 мкм до около 100 мкм и среднюю пористость от около 0.10 до около 0.90 или от около 0.10 до около 0.80; где пористые микросферы имеют более чем одну популяцию пор, причем каждая популяция имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор; и где средние диаметры пор составляют от около 50 нм до около 999 нм; например, где микросферы имеют первую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, и вторую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, где первые и вторые средние диаметры пор являются различными.Also disclosed are porous metal oxide-containing microspheres, wherein the microspheres have an average diameter of about 0.5 microns to about 100 microns and an average porosity of about 0.10 to about 0.90 or about 0.10 to about 0.80; where the porous microspheres have more than one population of pores, each population having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter; and where the average pore diameters are from about 50 nm to about 999 nm; for example, where the microspheres have a first population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, and a second population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, where the first and second average pore diameters are different.
Также раскрываются пористые микросферы, содержащие оксид металла, где объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом.Also disclosed are porous microspheres containing a metal oxide, where a bulk sample of the porous microspheres exhibits a color observed by the human eye.
Также раскрываются композиции, содержащие подложку и микросферы согласно настоящему изобретению; например, где композиции представляют собой водные составы, составы на основе масла, составы покрытий, краски, пищевые продукты, пластмассы, косметические составы или материалы для медицинских использований или использований в области безопасности.Also disclosed are compositions containing a support and microspheres according to the present invention; for example, where the compositions are aqueous formulations, oil-based formulations, coating formulations, paints, foodstuffs, plastics, cosmetic formulations, or materials for medical or safety uses.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Раскрытие, описанное в настоящем документе, проиллюстрировано в качестве примера, но в качестве ограничения, на прилагаемых чертежах. Для простоты и ясности иллюстрации признаки, показанные на чертежах, не обязательно изображены в масштабе. Например, размеры некоторых признаков могут быть увеличены относительно других признаков для ясности. Кроме того, в тех случаях, когда это считается целесообразным, на чертежах повторяются ссылочные позиции для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.The disclosure described herein is illustrated by way of example, but as a limitation, in the accompanying drawings. For simplicity and clarity of illustration, the features shown in the drawings are not necessarily drawn to scale. For example, some features may be exaggerated relative to other features for clarity. In addition, where deemed appropriate, reference numerals are repeated throughout the drawings to designate corresponding or similar elements.
На Фиг. 1 показана общая схема получения пористых микросфер согласно настоящему изобретению.On FIG. 1 shows the general scheme for obtaining porous microspheres according to the present invention.
На Фиг. 2 показано изображение сканирующего электронного микроскопа (SEM) полимерных матричных микросфер согласно варианту осуществления настоящего изобретения.On FIG. 2 shows a scanning electron microscope (SEM) image of polymer matrix microspheres according to an embodiment of the present invention.
На Фиг. 3 показано изображение SEM пористых микросфер оксида кремния согласно варианту осуществления настоящего изобретения.On FIG. 3 shows an SEM image of porous silica microspheres according to an embodiment of the present invention.
На Фиг. 4 представлен процесс распылительной сушки согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.On FIG. 4 depicts a spray drying process in accordance with some embodiments of the present invention.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Микросферы оксида металла согласно настоящему изобретению или фотонные шарики могут быть получены с применением полимерной временной матрицы. Согласно одному варианту осуществления получают водную коллоидную дисперсию, содержащую полимерные наночастицы и оксид металла, причем полимерные частицы, как правило, имеют наноразмер. Водную коллоидную дисперсию смешивают с непрерывной масляной фазой, например, в микроструйном устройстве, с получением эмульсии типа вода-в-масле. Водные капли эмульсии получают, собирают и сушат с образованием микросфер, содержащих полимерные наночастицы и оксид металла. Полимерные наночастицы (наносферы) затем удаляют, например, посредством кальцинирования, с обеспечением сферических частиц оксида металла микронного размера (микросферы), имеющих высокую степень пористости и поры наноразмера. Микросферы могут иметь различные диаметры пор, причем в результате полимерные частицы являются полидисперсными.Metal oxide microspheres according to the present invention or photonic beads can be obtained using a polymeric temporary matrix. According to one embodiment, an aqueous colloidal dispersion is prepared containing polymeric nanoparticles and a metal oxide, the polymeric particles being typically nanosized. The aqueous colloidal dispersion is mixed with the continuous oil phase, for example in a microfluidic device, to form a water-in-oil emulsion. Aqueous drops of the emulsion are obtained, collected and dried to form microspheres containing polymer nanoparticles and metal oxide. The polymer nanoparticles (nanospheres) are then removed, for example by calcination, to provide micron-sized spherical metal oxide particles (microspheres) having a high degree of porosity and nano-sized pores. The microspheres can have different pore diameters, with the result that the polymer particles are polydisperse.
На Фиг. 1 показана общая схема получения пористых микросфер согласно настоящему изобретению. Каплю эмульсии, содержащую полимерные наносферы и оксид металла, сушат для удаления растворителя, получая собранную микросферу, содержащую полимерные наносферы с оксидом металла, в интерстициальных пространствах между полимерными наносферами (матричная микросфера или «прямая структура»). Полимерные наносферы являются полидисперсными. Полимерные наносферы определяют интерстициальное пространство. Кальцинирование приводит к удалению полимера, обеспечивая микросферу оксида металла согласно настоящему изобретению с высокой пористостью или объемом пустот (обратная структура).On FIG. 1 shows the general scheme for obtaining porous microspheres according to the present invention. An emulsion droplet containing polymeric nanospheres and metal oxide is dried to remove the solvent, obtaining an assembled microsphere containing polymeric nanospheres with metal oxide in the interstitial spaces between the polymeric nanospheres (matrix microsphere or "straight structure"). Polymer nanospheres are polydisperse. Polymeric nanospheres define the interstitial space. Calcination removes the polymer, providing a metal oxide microsphere of the present invention with high porosity or void volume (reverse structure).
Пористые микросферы оксида металла преимущественно спекаются, что приводит к непрерывной твердой структуре, которая является термически и механически стабильной.The porous metal oxide microspheres preferentially sinter, resulting in a continuous solid structure that is thermally and mechanically stable.
Согласно некоторым вариантам осуществления образование и сбор капель проводят в микроструйном устройстве. Микроструйные устройства представляют собой, например, устройства с узкими каналами, имеющие узел образования капель микронного размера, приспособленный для получения капель однородного размера, соединенный с накопительным резервуаром. Микроструйные устройства, например, содержат узел образования капель, имеющий ширину канала от около 10 мкм до около 100 мкм. Устройства, например, изготовлены из полидиметилсилоксана (PDMS) и могут быть изготовлены, например, с помощью мягкой литографии. Эмульсия может быть приготовлена внутри устройства посредством перекачивания водной диспергированной фазы и масляной непрерывной фазы с указанными скоростями в устройство, где происходит смешивание для получения капель эмульсии. Альтернативно, может быть использована эмульсия типа масло-в-воде.In some embodiments, the formation and collection of droplets is carried out in a microfluidic device. Microfluidic devices are, for example, narrow channel devices having a micron-sized droplet generating unit, adapted to produce droplets of uniform size, connected to a storage reservoir. Microfluidic devices, for example, comprise a droplet generating assembly having a channel width of about 10 µm to about 100 µm. The devices are, for example, made from polydimethylsiloxane (PDMS) and can be fabricated, for example, by soft lithography. The emulsion can be prepared inside the apparatus by pumping the aqueous dispersed phase and the oily continuous phase at the indicated rates into the apparatus where mixing takes place to form emulsion droplets. Alternatively, an oil-in-water emulsion may be used.
Согласно некоторым вариантам осуществления могут быть использованы методики с вибрирующим соплом. Согласно этим методикам получают жидкую дисперсию, образуются капли, и капли сбрасывают в ванну непрерывной фазы. Затем капли сушат и кальцинируют. Устройство вибрирующего сопла поставляется и включает, например, шприцевой насос и пульсационный узел. Устройство вибрирующего сопла также может содержать клапан регулирования давления.In some embodiments, vibrating nozzle techniques may be used. According to these techniques, a liquid dispersion is obtained, droplets are formed, and the droplets are dropped into a continuous phase bath. The drops are then dried and calcined. Vibrating nozzle device supplied and includes, for example, a syringe pump and a pulse assembly. The vibrating nozzle device may also include a pressure control valve.
Полимерные наночастицы согласно настоящему изобретению имеют средний диаметр от около 50 нм до около 999 нм. Полимерные наносферы являются полидисперсными. Согласно настоящему изобретению полидисперсный образец полимерных наносфер содержит более чем одну монодисперсную популяцию полимерных наносфер, то есть, по меньшей мере первую и вторую монодисперсные популяции полимерных наносфер, где первый и второй средние размеры частиц являются различными.The polymeric nanoparticles of the present invention have an average diameter of about 50 nm to about 999 nm. Polymer nanospheres are polydisperse. According to the present invention, a polydisperse sample of polymer nanospheres contains more than one monodisperse population of polymer nanospheres, that is, at least first and second monodisperse populations of polymer nanospheres, where the first and second average particle sizes are different.
Подходящие матричные полимеры включают термопластичные полимеры. Например, матричные полимеры выбираю из групп, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акрилатов, полистиролов, полиакриламидов, поливинилового спирта, поливинилацетата, полистеролов, полиуретанов, полиэтилена, полипропилена, полимолочной кислоты, полиакрилонитрила, поливиниловых простых эфиров, их производных, их солей, их сополимеров и их комбинаций. Например, полимер выбирают из группы, состоящей из полиметилметакрилата, полиэтилметакрилата, поли(н-бутилметакрилата), полистирол, поли(хлорстирола), поли(альфа-метилстирола), поли(N-метилолакриламида), сополимера стирол/метилметакрилата, полиалкилированного акрилата, полигидроксильного акрилата, полиаминоакрилата, плицианоакрилата, полифторированного акрилата, поли(N-метилолакриламида), полиакриловой кислоты, полиметакриловой кислоты, сополимера метилметакрилата/этилакрилата/акриловой кислоты, сополимера стирола/метилметакрилата/акриловой кислоты, поливинилацетата, поливинилпирролидона, поливинилкапролактона, поливинилкапролактама, их производных, их солей и их комбинаций.Suitable matrix polymers include thermoplastic polymers. For example, the matrix polymers are selected from the group consisting of poly(meth)acrylic acid, poly(meth)acrylates, polystyrenes, polyacrylamides, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polysterols, polyurethanes, polyethylene, polypropylene, polylactic acid, polyacrylonitrile, polyvinyl ethers, their derivatives, their salts, their copolymers and combinations thereof. For example, the polymer is selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, poly(n-butyl methacrylate), polystyrene, poly(chlorostyrene), poly(alpha-methylstyrene), poly(N-methylolacrylamide), styrene/methyl methacrylate copolymer, polyalkylated acrylate, polyhydroxyl acrylate, polyaminoacrylate, plicyanoacrylate, polyfluorinated acrylate, poly(N-methylolacrylamide), polyacrylic acid, polymethacrylic acid, methyl methacrylate/ethyl acrylate/acrylic acid copolymer, styrene/methyl methacrylate/acrylic acid copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyvinylcaprolactone, polyvinylcaprolactam, their derivatives, their salts and their combinations.
Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения полимерные матрицы включают полистиролы, включая полистирол и сополимеры полистирола. Сополимеры полистирола включают сополимеры с растворимыми в воде мономерами, например, полистирол/акриловая кислота, полистирол/поли(этиленгликоль)метакрилат и полистирол/стиролсульфонат.According to certain embodiments of the present invention, the polymer matrices include polystyrenes, including polystyrene and polystyrene copolymers. Polystyrene copolymers include copolymers with water soluble monomers such as polystyrene/acrylic acid, polystyrene/poly(ethylene glycol)methacrylate, and polystyrene/styrenesulfonate.
Оксиды металла согласно настоящему изобретению включают оксиды переходных металлов, металлоидов и редкоземельных металлов, например, оксид кремния, оксид титана, оксид алюминия, оксид циркония, оксид церия, оксиды железа, оксид цинка, оксид индия, оксид олова, оксид хрома, смешанные оксиды металла, их комбинации и тому подобное.Metal oxides according to the present invention include oxides of transition metals, metalloids and rare earth metals, for example, silicon oxide, titanium oxide, alumina, zirconium oxide, cerium oxide, iron oxides, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, chromium oxide, mixed metal oxides , their combinations, and the like.
Соотношение мас./мас. (масса/масса) полимерных наночастиц и оксида металла составляет, например, от около 0,1/1 до около 10,0/1 или от около 0,5/1 до около 10,0/1.The ratio wt./wt. (w/w) of polymer nanoparticles and metal oxide is, for example, from about 0.1/1 to about 10.0/1 or from about 0.5/1 to about 10.0/1.
Непрерывная масляная фаза содержит, например, органический растворитель, кремниевое масло или фторированное масло. Согласно настоящему изобретению "масло" означает органическую фазу, не смешиваемую с водой. Органические растворители включают углеводороды, например, гептан, гексан, толуол, ксилол и тому подобное, а также алканолы, такие как метанол, этанол, пропанол, и т.д.The continuous oil phase contains, for example, an organic solvent, silicon oil or fluorinated oil. According to the present invention, "oil" means an organic phase immiscible with water. Organic solvents include hydrocarbons such as heptane, hexane, toluene, xylene and the like, as well as alkanols such as methanol, ethanol, propanol, etc.
Капли эмульсии собирают, сушат, и полимер удаляют.Сушку проводят, например, с помощью микроволнового облучения, в термической печи, под вакуумом, в присутствии осушителя, посредством методик распылительной сушки или их комбинации.The emulsion droplets are collected, dried, and the polymer is removed. Drying is carried out, for example, by microwave irradiation, in a thermal oven, under vacuum, in the presence of a desiccant, by spray drying techniques, or a combination thereof.
Удаление полимера может проводится, например, путем кальцинирования, пиролиза или с помощью растворителя (удаление растворителя). Кальцинирование проводят согласно некоторым вариантам осуществления при температурах по меньшей мере около 200°С, по меньшей мере около 500°С, по меньшей мере около 1000°С, от около 200°С до около 1200°С или от около 200°С до около 700°С. Кальцинирование может проводиться в течение подходящего периода времени, например, от около 0.1 часа до около 12 часов или от около 1 часа до около 8,0 часов. Согласно другим вариантам осуществления кальцинирование может проводиться в течение по меньшей мере около 0,1 часа, по меньшей мере около 1 часа, по меньшей мере около 5 часов или по меньшей мере около 10 часов.Removal of the polymer can be carried out, for example, by calcination, pyrolysis or by means of a solvent (solvent removal). Calcination is carried out according to some embodiments at temperatures of at least about 200°C, at least about 500°C, at least about 1000°C, from about 200°C to about 1200°C, or from about 200°C to about 700°C. The calcination may be carried out for a suitable period of time, for example, from about 0.1 hour to about 12 hours, or from about 1 hour to about 8.0 hours. In other embodiments, the calcination may be carried out for at least about 0.1 hour, at least about 1 hour, at least about 5 hours, or at least about 10 hours.
Альтернативно, жидкая дисперсия, содержащая полимерные наночастицы и оксид металла, образуется с масляной диспергированной фазой и непрерывной водной фазой с образованием эмульсии типа масло-в-воде. Капли масла могут быть собраны и высушены, как и капли воды.Alternatively, a liquid dispersion containing polymer nanoparticles and a metal oxide is formed with an oily dispersed phase and a continuous aqueous phase to form an oil-in-water emulsion. Oil drops can be collected and dried just like water drops.
Альтернативно, жидкую дисперсию полимерных наночастиц и оксида металла получают и подвергают распылительной сушке с получением полимерных матричных микросфер без образования эмульсии типа жидкость-в-жидкости. Согласно некоторым вариантам осуществления методик распылительной сушки жидкий раствор или дисперсию подают (например, перекачивают) в распылительное сопло, связанное с входом сжатого газа. Поток поступающего материала прокачивается через распылительное сопло с образованием жидких капель. Капли окружены предварительно нагретым газом в испарительной камере, что приводит к испарению растворителя с образованием твердых частиц. Высушенные частицы переносятся осушающим газом через циклон и осаждаются в камере сбора. Газы включают азот и/или воздух. Согласно варианту осуществления процесса распылительной сушки согласно настоящему изобретению жидкий поток поступающего материала содержит воду или масляную фазу, полимерные частицы и необязательно оксид металла. Обеспечиваются полимерные микросферы, содержащие полимерные наносферы с необязательно оксидом металла в интерстициальных пространствах между полимерными наносферами. Полимерные наносферы определяют интерстициальные пространства. Методики распылительной сушки включают в способы и оборудование для струйной распылительной сушки.Alternatively, a liquid dispersion of polymer nanoparticles and metal oxide is prepared and spray dried to form polymer matrix microspheres without forming a liquid-in-liquid emulsion. In some embodiments of spray drying techniques, the liquid solution or dispersion is fed (eg, pumped) into a spray nozzle associated with a pressurized gas inlet. The flow of incoming material is pumped through the spray nozzle to form liquid droplets. The droplets are surrounded by a preheated gas in the evaporation chamber, which causes the solvent to evaporate to form solid particles. The dried particles are carried by the drying gas through the cyclone and deposited in the collection chamber. Gases include nitrogen and/or air. According to an embodiment of the spray drying process of the present invention, the liquid feed stream contains water or an oil phase, polymer particles, and optionally a metal oxide. Polymeric microspheres are provided containing polymeric nanospheres with optional metal oxide in the interstitial spaces between the polymeric nanospheres. Polymeric nanospheres define interstitial spaces. Spray drying techniques include jet spray drying methods and equipment.
В методиках распылительной сушки согласно настоящему изобретению воздух можно считать непрерывной фазой с диспергированной жидкой фазой (эмульсия типа жидкость-в-газе). Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения распылительная сушка включает входную температуру от любого из около 100°С, около 105°С, около 110°С, около 115°С, около 120°С, около 130°С, около 140°С, около 150°С, около 160°С или около 170°С до любого из около 180°С, около 190°С, около 200°С, около 210°С, около 215°С или около 220°С. Согласно некоторым вариантам осуществления применяют скорость нагнетания(скорость течения поступающего материала) от любого из около 1 мл/мин, около 2 мл/мин, около 5 мл/мин, около 6 мл/мин, около 8 мл/мин, около 10 мл/мин, около 12 мл/мин, около 14 мл/мин или около 16 мл/мин до любого из около 18 мл/мин, около 20 мл/мин, около 22 мл/мин, около 24 мл/мин, около 26 мл/мин, около 28 мл/мин или около 30 мл/мин. Методики распылительной сушки раскрыты, например, в US2016/0170091.In the spray drying techniques of the present invention, air can be considered a continuous phase with a dispersed liquid phase (liquid-in-gas emulsion). According to certain embodiments of the present invention, spray drying includes an inlet temperature of any of about 100°C, about 105°C, about 110°C, about 115°C, about 120°C, about 130°C, about 140°C, about 150°C, about 160°C or about 170°C to any of about 180°C, about 190°C, about 200°C, about 210°C, about 215°C or about 220°C. In some embodiments, a pumping rate (flow rate of incoming material) is used from any of about 1 ml/min, about 2 ml/min, about 5 ml/min, about 6 ml/min, about 8 ml/min, about 10 ml/min. min, about 12 ml/min, about 14 ml/min, or about 16 ml/min to any of about 18 ml/min, about 20 ml/min, about 22 ml/min, about 24 ml/min, about 26 ml/min min, about 28 ml/min or about 30 ml/min. Spray drying techniques are disclosed in, for example, US2016/0170091.
На Фиг. 4 представлен процесс распылительной сушки согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.On FIG. 4 depicts a spray drying process in accordance with some embodiments of the present invention.
Согласно некоторым вариантам осуществления методик распылительной сушки жидкий раствор или дисперсию подают в распылительное сопло, связанное с входом сжатого газа. Поток поступающего материала прокачивается через распылительное сопло с образованием жидких капель. Капли окружены предварительно нагретым газом в испарительной камере, что приводит к испарению растворителя с образованием твердых частиц. Высушенные частицы переносятся осушающим газом через циклон и осаждаются в камере сбора. Газы включают азот и/или воздух. Согласно варианту осуществления процесса распылительной сушки согласно настоящему изобретению жидкий поток поступающего материала содержит воду, полимерные наночастицы и оксид металла.In some embodiments of spray drying techniques, the liquid solution or dispersion is fed into a spray nozzle associated with a pressurized gas inlet. The flow of incoming material is pumped through the spray nozzle to form liquid droplets. The droplets are surrounded by a preheated gas in the evaporation chamber, which causes the solvent to evaporate to form solid particles. The dried particles are carried by the drying gas through the cyclone and deposited in the collection chamber. Gases include nitrogen and/or air. According to an embodiment of the spray drying process of the present invention, the liquid feed stream contains water, polymeric nanoparticles, and metal oxide.
Микросферы имеют сферическую или сферически-подобную форму и имеют микронный масштаб, например, имеют средний диаметр от около 0,5 микрона (мкм) до около 100 мкм. Полимерные наночастицы, используемые в качестве матрицы, также являются сферическими и имеют наноразмер, имея средний диаметр, например, от около 50 нм до около 999 нм. Используемый оксид металла также может быть в форме частиц, причем частицы могут иметь наноразмер.The microspheres are spherical or spherical-like in shape and on a micron scale, eg, have an average diameter of about 0.5 micron (μm) to about 100 μm. The polymeric nanoparticles used as the matrix are also spherical and nanosized, having an average diameter of, for example, from about 50 nm to about 999 nm. The metal oxide used can also be in the form of particles, the particles being nanosized.
Оксид металла дисперсии может быть обеспечен в виде оксида металла или может быть обеспечен из предшественника оксида металла, например, посредством метода золь-гель.The metal oxide of the dispersion may be provided as a metal oxide, or may be provided from a metal oxide precursor, for example by a sol-gel method.
Сушка капель полимера/оксида металла и удаление полимера обеспечивает микросферы, имеющие пустоты (поры). Как правило, в способах согласно настоящему изобретению, каждая капля обеспечивает одну микросферу. Диаметры пор зависят от размера полимерных частиц. Некоторая «усадка» или уплотнение может происходить при удалении полимера, обеспечивая размеры пор, несколько меньшие, чем исходный размер полимерных частиц, например, на от около 10% до около 40% меньше, чем размер полимерных частиц. Диаметры пор изменяются по мере изменения размера полимерных частиц (являются полидисперсными).Drying the polymer/metal oxide droplets and removing the polymer provides microspheres having voids (pores). Typically, in the methods of the present invention, each drop provides one microsphere. The pore diameters depend on the size of the polymer particles. Some "shrinkage" or compaction may occur upon removal of the polymer, providing pore sizes somewhat smaller than the original polymer particle size, eg, about 10% to about 40% less than the polymer particle size. The pore diameters change as the size of the polymer particles changes (they are polydisperse).
Диаметры пор могут быть согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения в интервале от около 50 нм до около 999 нм.Pore diameters may be in the range of about 50 nm to about 999 nm according to some embodiments of the present invention.
Средняя пористость микросфер оксида металла согласно настоящему изобретению может быть относительно высокой, например, от около 0,10 или около 0,30 до около 0,80 или около 0,90. Средняя пористость микросферы означает общий объем пор как долю объема всей микросферы. Средняя пористость может быть названа «объемная доля».The average porosity of the metal oxide microspheres of the present invention may be relatively high, for example, from about 0.10 or about 0.30 to about 0.80 or about 0.90. The average porosity of a microsphere means the total pore volume as a fraction of the volume of the entire microsphere. The average porosity can be called "volume fraction".
Согласно некоторым вариантам осуществления пористая микросфера может иметь твердое ядро (центр), где пористость в целом направлена к внешней поверхности микросферы. Согласно другим вариантам осуществления пористая микросфера может иметь полое ядро, где основная часть пористости направлена внутрь микросферы. Согласно другим вариантам осуществления пористость может быть распределена по всему объему микросферы. Согласно другим вариантам осуществления пористость может существовать в виде градиента, с более высокой пористостью к внешней поверхности микросферы и меньшей пористостью или без пористости (твердой) к центру; или с меньшей пористостью в направлении внешней поверхности и с более высокой или полной пористостью (полой) в направлении к центру.In some embodiments, the porous microsphere may have a hard core (center) where the porosity is generally directed towards the outer surface of the microsphere. According to other embodiments, the implementation of the porous microsphere may have a hollow core, where the main part of the porosity is directed inside the microsphere. In other embodiments, porosity may be distributed throughout the volume of the microsphere. In other embodiments, the porosity may exist as a gradient, with higher porosity towards the outer surface of the microsphere and less or no porosity (solid) towards the center; or with less porosity towards the outer surface and with higher or full porosity (hollow) towards the center.
Для любой пористой микросферы средний диаметр микросферы больше, чем средний диаметр пор, например, средний диаметр микросферы по меньшей мере в около 25 раз, по меньшей мере в около 30 раз, по меньшей мере в около 35 раз или по меньшей мере в около 40 раз больше, чем средний диаметр пор.For any porous microsphere, the average microsphere diameter is greater than the average pore diameter, e.g., the average microsphere diameter is at least about 25 times, at least about 30 times, at least about 35 times, or at least about 40 times larger than the average pore diameter.
Согласно некоторым вариантам осуществления соотношение среднего диаметра микросферы и среднего диаметра пор составляет, например, от любого из около 40/1, около 50/1, около 60/1, около 70/1, около 80/1, около 90/1, около 100/1, около 110/1, около 120/1, около 130/1, около 140/1, около 150/1, около 160/1, около 170/1, около 180/1 или около 190/1 до любого из около 200/1, около 210/1, около 220/1, около 230/1, около 240/1, около 250/1, около 260/1, около 270/1, около 280/1, около 290/1, около 300/1, около 310/1, около 320/1, около 330/1, около 340/1 или около 350/1.In some embodiments, the ratio of mean microsphere diameter to mean pore diameter is, for example, from any of about 40/1, about 50/1, about 60/1, about 70/1, about 80/1, about 90/1, about 100/1, about 110/1, about 120/1, about 130/1, about 140/1, about 150/1, about 160/1, about 170/1, about 180/1 or about 190/1 to any of about 200/1, about 210/1, about 220/1, about 230/1, about 240/1, about 250/1, about 260/1, about 270/1, about 280/1, about 290/1 , about 300/1, about 310/1, about 320/1, about 330/1, about 340/1, or about 350/1.
Полимерные матричные микросферы, содержащие полидисперсные полимерные наносферы, могут обеспечивать, при удалении полимера, микросферы оксида металла, имеющие поры, которые в общем имеют различные диаметры пор.Polymer matrix microspheres containing polydisperse polymer nanospheres can provide, upon polymer removal, metal oxide microspheres having pores that generally have different pore diameters.
Без ограничения теорией, полагают, что объемные образцы микросфер проявляют насыщенный цвет с уменьшенным нежелательным рассеянием света, когда пористость и/или диаметр микросферы и/или диаметр пор находятся в определенном диапазоне. Цветовые свойства объемного образца важны, так как красители используются в массе, например, в краске, чернилах, покрытиях, косметике или материалах для медицинского использования или использования в области безопасности. Согласно некоторым вариантам осуществления микросферы белого цвета желательны, например, для применения в качестве белых красителей. Пористые микросферы содержат в основном оксид металла, то есть они могут состоять в основном из или состоять из оксида металла. Предпочтительно объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Светопоглотитель также может присутствовать в микросферах, что может обеспечивать более насыщенный наблюдаемый цвет. Поглотители включают неорганические и органические пигменты, например, широкополосный поглотитель, такой как углеродная сажа. Поглотители могут быть добавлены, например, путем физического смешивания микросфер и поглотителей вместе или путем включения поглотителей в капли, подлежащие сушке. Для углеродной сажи может использоваться контролируемое кальцинирование для получения углеродной сажи in situ из разложения полимера. Микросфера согласно настоящему изобретению может не иметь наблюдаемого цвета без добавленного светопоглотителя и проявлять наблюдаемый цвет с добавленным светопоглотителем.Without being limited by theory, it is believed that bulk microsphere samples exhibit rich color with reduced unwanted light scattering when the porosity and/or microsphere diameter and/or pore diameter are within a certain range. The color properties of a bulk sample are important because dyes are used in bulk, such as in paint, inks, coatings, cosmetics, or materials for medical or security use. In some embodiments, white microspheres are desirable, for example for use as white dyes. The porous microspheres contain primarily a metal oxide, that is, they may consist mainly of or consist of a metal oxide. Preferably, the bulk sample of the porous microspheres exhibits a color visible to the human eye. The light absorber may also be present in the microspheres, which may provide a richer observed color. Absorbers include inorganic and organic pigments, for example a broadband absorber such as carbon black. Scavengers can be added, for example, by physically mixing the microspheres and scavengers together, or by including the scavengers in the droplets to be dried. For carbon black, controlled calcination can be used to produce carbon black in situ from polymer degradation. The microsphere of the present invention may have no observable color without added light absorber and exhibit observable color with added light absorber.
Пористые микросферы могут быть использованы в качестве красителей, например, для водных составов, составов на основе масла, красок, составов покрытий, пищевых продуктов, пластмасс, косметических составов или материалов для медицинских использований, или использований в области безопасности. Составы покрытий включают, например, автомобильные покрытия, архитектурные покрытия, лаки и тому подобное.The porous microspheres can be used as colorants, for example, for aqueous formulations, oil based formulations, paints, coating formulations, foods, plastics, cosmetic formulations, or materials for medical or safety uses. Coating compositions include, for example, automotive coatings, architectural coatings, varnishes, and the like.
Пористые микросферы оксида металла согласно настоящему изобретению могут проявлять зависимый от угла цвет или независимый от угла цвет."Зависимый от угла" цвет означает, что наблюдаемый цвет зависит от угла падающего света на образец или от угла между наблюдателем и образцом. «Независимый от угла» цвет означает, что наблюдаемый цвет практически не зависит от угла падающего света на образец или от угла между наблюдателем и образцом.The porous metal oxide microspheres of the present invention may exhibit an angle-dependent color or an angle-independent color. "Angle-dependent" color means that the observed color depends on the angle of incident light on the sample or the angle between the observer and the sample. "Angle-independent" color means that the observed color is practically independent of the angle of incident light on the sample, or the angle between the observer and the sample.
Независимый от угла цвет может быть достигнут, например, с использованием полидисперсных полимерных наносферы. Независимый от угла цвет также может быть достигнут, когда стадия сушки жидких капель с получением полимерных матричных микросфер выполняется быстро, не позволяя упорядочит полимерные наносферы. Зависимый от угла цвет может быть достигнут, когда стадия сушки жидких капель выполняется медленно.Angle-independent color can be achieved, for example, using polydisperse polymer nanospheres. Angle-independent color can also be achieved when the step of drying the liquid droplets to form the polymer matrix microspheres is performed quickly without allowing the polymer nanospheres to be ordered. An angle dependent color can be achieved when the liquid droplet drying step is performed slowly.
Например, пористые микросферы могут содержать от около 60,0 мас. % (мае. процент) до около 99,9 мас. % оксид металла и от около 0,1 мас. % до около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, на основе общей массы микросфер.For example, porous microspheres may contain from about 60.0 wt. % (May percent) to about 99.9 wt. % metal oxide and from about 0.1 wt. % to about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, based on the total weight of the microspheres.
Также объектом настоящего изобретения являются полимерные микросферы, содержащие полидисперсные полимерные наносферы, способы их получения и композиции, содержащие их. Способ включает образование водной дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; образование по меньшей мере одной другой водной дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; обеспечение непрерывной масляной фазы; смешивание водных дисперсий и масляной фазы вместе с образованием эмульсии типа вода-в-масле; образование капель эмульсии; и сушку капель эмульсии с обеспечением полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы; где средние диаметры монодисперсных полимерных наночастиц каждой из дисперсий являются различными.Also the object of the present invention are polymeric microspheres containing polydisperse polymeric nanospheres, methods for their preparation and compositions containing them. The method includes the formation of an aqueous dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; the formation of at least one other aqueous dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; providing a continuous oil phase; mixing the aqueous dispersions and the oil phase together to form a water-in-oil emulsion; formation of emulsion droplets; and drying the emulsion droplets to provide polymer microspheres containing polydisperse polymer nanospheres; where the average diameters of the monodisperse polymeric nanoparticles of each of the dispersions are different.
Предпочтительно пористые микросферы и полимерные микросферы могут быть монодисперсными.Preferably, porous microspheres and polymeric microspheres may be monodispersed.
Согласно настоящему изобретению размер частиц является синонимом с диаметром частиц и определяется, например, сканирующей электронной микроскопией (SEM) или просвечивающей электронной микроскопией (ТЕМ). Средний размер частиц является синонимом с D50, что означает, что половина популяции находится выше этой точки, а половина - ниже. Размер частиц относится к первичным частицам. Размер частиц может быть измерен методами рассеяния лазерного света, с дисперсиями или сухими порошками. Анализ ртутной порометрии был использован для характеристики пористости микросфер. Ртутная порометрия применяет контролируемое давление к образцу, погруженному в ртуть. Внешнее давление применяется для проникновения ртути в пустоты/поры материала. Величина давления, необходимого для проникновения в пустоты/поры, обратно пропорциональна размеру пустот/пор. Ртутный порозиметр генерирует распределения объема и размера пор по данным о давлении относительно проникновения, полученным устройством с использованием уравнения Уошберна. Например, пористые микросферы оксида кремния, содержащие пустоты/поры со средним размером 165 нм, имеют среднюю пористость 0,8.According to the present invention, particle size is synonymous with particle diameter and is determined, for example, by scanning electron microscopy (SEM) or transmission electron microscopy (TEM). The mean particle size is synonymous with D50, which means that half of the population is above this point and half is below. The particle size refers to the primary particles. Particle size can be measured by laser light scattering techniques, with dispersions or dry powders. Mercury porosimetry analysis was used to characterize the porosity of the microspheres. Mercury porosimetry applies controlled pressure to a sample immersed in mercury. External pressure is applied to penetrate the mercury into the voids/pores of the material. The amount of pressure required to penetrate the voids/pores is inversely proportional to the size of the voids/pores. The mercury porosimeter generates volume and pore size distributions from pressure versus penetration data obtained by the device using the Washburn equation. For example, porous silica microspheres containing voids/pores with an average size of 165 nm have an average porosity of 0.8.
Термин «объемный образец» означает популяцию микросфер. Например, объемный образец микросфер представляет собой просто объемную популяцию микросфер, например, ≥0,5 мг, ≥0,7 мг, ≥1,0 мг, ≥2,5 мг, ≥5,0 мг, ≥10,0 мг или ≥25,0 мг. Объемный образец микросфер может быть практически свободен от других компонентов. Термин «пористые микросферы» может означать объемный образец.The term "bulk sample" means a population of microspheres. For example, a bulk microsphere sample is simply a bulk population of microspheres, such as ≥0.5 mg, ≥0.7 mg, ≥1.0 mg, ≥2.5 mg, ≥5.0 mg, ≥10.0 mg, or ≥25.0 mg. The bulk sample of microspheres may be substantially free of other components. The term "porous microspheres" may mean a bulk sample.
Фраза "проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом" означает, что цвет будет наблюдаться среднестатистическим человеком. Он может наблюдаться для любого объемного образца, распределенного по любой площади поверхности, например, объемного образца, распределенного по площади поверхности от любого из около 1 см2, около 2 см2, около 3 см2, около 4 см2, около 5 см2 или около 6 см2 до любого из около 7 см2, около 8 см2, около 9 см2, около 10 см2, около 11 см2, около 12 см2, около 13 см2, около 14 см2 или около 15 см2. Это также может означать возможность наблюдения стандартным наблюдателем CIE 1931 2° и/или стандартным наблюдателем CIE 1964 10°. Фоном для наблюдения цвета может быть любой фон, например, белый фон, черный фон или темный фон, любой между белым и черным.The phrase "exhibits a color as seen by the human eye" means that the color will be observed by the average person. It can be observed for any bulk sample distributed over any surface area, for example, a bulk sample distributed over a surface area from any of about 1 cm 2 , about 2 cm 2 , about 3 cm 2 , about 4 cm 2 , about 5 cm 2 or about 6 cm 2 to any of about 7 cm 2 , about 8 cm 2 , about 9 cm 2 , about 10 cm 2 , about 11 cm 2 , about 12 cm 2 , about 13 cm 2 , about 14 cm 2 , or about 15 cm 2 . It may also mean the possibility of observation by a CIE 1931 2° standard observer and/or a CIE 1964 10° standard observer. The background for viewing the color can be any background, such as a white background, a black background, or a dark background, anything between white and black.
Предлог «из» может означать "содержащий", например, "жидкая дисперсия из" может быть интерпретирована как "жидкая дисперсия, содержащая". Термины «микросферы», «наносферы», «капли» и т.д., упоминаемые в настоящем документе, могут означать, например, их множество, их совокупность, их популяцию, их образец или их объемный образец.The preposition "from" can mean "containing", for example, "fluid dispersion from" can be interpreted as "fluid dispersion containing". The terms "microspheres", "nanospheres", "droplets", etc., referred to in this document, may mean, for example, a plurality of them, their population, their population, their sample, or their bulk sample.
Термин "микро" или "микроарзмера" означает от около 0,5 мкм до около 999 мкм. Термин "нано" или "наноразмера" означает от около 1 нм до около 999 нм.The term "micro" or "microsize" means from about 0.5 microns to about 999 microns. The term "nano" or "nano" means from about 1 nm to about 999 nm.
Термины "сферы" и "частицы" могут быть взаимозаменяемыми.The terms "spheres" and "particles" can be used interchangeably.
Термин «монодисперсный» применительно к популяции микросфер или наносферы означает частицы, имеющие в общем одинаковые формы и в общем одинаковые диаметры. Например, монодисперсная популяция микросфер или наносфер согласно настоящему изобретению, например, может иметь 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% или 99% частиц по количеству, имеющих диаметр в пределах ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3%, ±2% или ±1% от среднего диаметра популяции. Термин "монодисперсные полимерные наночастицы" относится к популяции монодисперсных полимерных наночастиц.The term "monodisperse" when applied to a population of microspheres or nanospheres means particles having generally the same shape and generally the same diameter. For example, a monodisperse population of microspheres or nanospheres according to the present invention, for example, may have 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% of particles, by number, having a diameter within ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3%, ±2% or ±1% of the mean population diameter. The term "monodisperse polymeric nanoparticles" refers to a population of monodisperse polymeric nanoparticles.
Термин «полидисперсный» в отношении наносфер означает образец, содержащий первую монодисперсную популяцию, имеющую первый средний диаметр, и по меньшей мере вторую монодисперсную популяцию, имеющую второй средний диаметр, причем первый и второй диаметры различны. Полидисперсный образец микросфер содержит по меньшей мере две монодисперсные популяции и может содержать 3, 4, 5, 6 и т.д. монодисперсные популяции, каждая из которых имеет свой средний размер частиц. Полидисперсный образец, имеющий только первую и вторую монодисперсные полимерные наносферы, представляет собой «бимодальный» образец, имеющий бимодальное распределение частиц по размерам.The term "polydisperse" in relation to nanospheres means a sample containing a first monodisperse population having a first average diameter and at least a second monodisperse population having a second average diameter, the first and second diameters being different. The polydisperse sample of microspheres contains at least two monodisperse populations and may contain 3, 4, 5, 6, etc. monodisperse populations, each of which has its own average particle size. A polydisperse sample having only the first and second monodisperse polymeric nanospheres is a "bimodal" sample having a bimodal particle size distribution.
Термин "по существу свободный от других компонентов" означает, например, содержащий ≤5%, ≤4%, ≤3%, ≤2%, ≤1% или ≤0,5 мас. % других компонентов. Подобным образом, признак "по существу нет" означает небольшое количество или отсутствие.The term "essentially free from other components" means, for example, containing ≤5%, ≤4%, ≤3%, ≤2%, ≤1% or ≤0.5 wt. % of other components. Similarly, "substantially none" means little or no.
«Подложка» может означать подложку на водной основе или масляной основе или «носитель», причем подложка может быть незначительной частью или основной частью конечной композиции. Подложка также может означать твердое вещество, полутвердое вещество, гель, жидкость, пасту, крем и т.д."Substrate" can mean a water-based or oil-based support or "carrier" and the support can be a minor part or a major part of the final composition. Support can also mean a solid, semi-solid, gel, liquid, paste, cream, etc.
Удаление монодисперсной популяции полимерных наносфер обеспечивает пористые микросферы оксида металла, имеющие соответствующую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор. Удаление более чем одной монодисперсной популяции полимерных наносфер (полидисперсных полимерных наносфер) обеспечивает пористые микросферы оксида металла, имеющие соответствующие популяции пор, имеющих различные средние диаметры пор. То есть, пористые микросферы оксида металла, имеющие более чем одну популяцию пор, причем каждая имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор, и где средние диаметры пор составляют от около 50 нм до около 999 нм.Removal of the monodisperse population of polymeric nanospheres provides porous metal oxide microspheres having a corresponding pore population having an average pore diameter. Removal of more than one monodisperse population of polymeric nanospheres (polydisperse polymeric nanospheres) provides porous metal oxide microspheres having corresponding populations of pores having different mean pore diameters. That is, porous metal oxide microspheres having more than one population of pores, each having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter, and where the average pore diameters are from about 50 nm to about 999 nm.
Диаметры полимерных наносфер полимерных микросфер и диаметры пор пористых микросфер могут быть, например, бимодальными, тримодальными, квадримодальными и т.д.The diameters of the polymeric nanospheres of the polymeric microspheres and the pore diameters of the porous microspheres can be, for example, bimodal, trimodal, quadrimodal, etc.
Единственное число в настоящем документе относится к одному или к более чем одному (например, по меньшей мере одному) грамматическому объекту. Любые диапазоны, указанные в настоящем документе, являются включительными. Термин «около», используемый повсеместно, используется для описания и учета небольших колебаний. Например, «около» может означать, что числовое значение может быть изменено на ±5%, ±4%, ±3%, ±2%, ±1%, ±0,5%, ±0,4%, ±0,3%, ±0,2%, ±0,1% или ±0,05%. Все числовые значения модифицированы термином «около», независимо от того, указано это явно или нет. Числовые значения, модифицированные термином «около», включают конкретное указанное значение. Например, "около 5,0" включает 5,0.The singular herein refers to one or more than one (eg, at least one) grammatical entity. Any ranges given herein are inclusive. The term "about", used throughout, is used to describe and account for small fluctuations. For example, "about" can mean that the numerical value can be changed to ±5%, ±4%, ±3%, ±2%, ±1%, ±0.5%, ±0.4%, ±0, 3%, ±0.2%, ±0.1% or ±0.05%. All numerical values are modified by the term "about", whether explicitly stated or not. Numeric values modified by the term "about" include the specific value indicated. For example, "about 5.0" includes 5.0.
Патенты США, заявки на патенты США и опубликованные заявки на патенты США, обсуждаемые в настоящем документе, включены сюда посредством ссылки.The US patents, US patent applications, and published US patent applications discussed herein are incorporated herein by reference.
Если не указано иное, все части и проценты даны по массе. Массовый процент (мас. %), если не указано иное, приводится на основе всей композиции, без содержания каких-либо летучих веществ, то есть на основе содержания сухих твердых веществ.Unless otherwise indicated, all parts and percentages are by weight. Mass percent (wt.%), unless otherwise indicated, is given on the basis of the entire composition, without the content of any volatile substances, that is, on the basis of the content of dry solids.
Неограничивающий первый набор вариантов осуществления изобретения, направленных на способы получения полимерных микросфер, включает:A non-limiting first set of embodiments of the invention directed to methods for making polymeric microspheres include:
Согласно первому варианту осуществления раскрывается способ получения полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы, причем способ включает образование жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; образование по меньшей мере одного дополнительного жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; смешивание каждого из растворов или дисперсий вместе; образование капель смеси; и сушку капель с обеспечением полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы; где средние диаметры монодисперсных полимерных наночастиц каждого из растворов или дисперсий являются различными.According to a first embodiment, a method is disclosed for preparing polymeric microspheres containing polydisperse polymeric nanospheres, the method comprising forming a liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; the formation of at least one additional liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; mixing each of the solutions or dispersions together; the formation of droplets of the mixture; and drying the droplets to provide polymeric microspheres containing polydisperse polymeric nanospheres; where the average diameters of monodisperse polymeric nanoparticles of each of the solutions or dispersions are different.
Сушка капель согласно некоторым вариантам осуществления может включать микроволновое облучение, сушку в печи, сушку в вакууме, сушку в присутствии осушителя или их комбинацию.Droplet drying according to some embodiments may include microwave irradiation, oven drying, vacuum drying, drying in the presence of a desiccant, or a combination thereof.
Согласно второму варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий смешивание растворов или дисперсий вместе и распылительную сушку смеси с обеспечением полимерных микросфер. Согласно третьему варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий образование жидких капель с помощью вибрирующего сопла. Согласно четвертому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 1-3, в котором жидкие капли представляют собой водные капли. Согласно пятому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 1-3, в котором жидкие капли представляют собой масляные капли.According to a second embodiment, the method according to embodiment 1 is disclosed, comprising mixing solutions or dispersions together and spray drying the mixture to provide polymeric microspheres. According to a third embodiment, the method according to Embodiment 1 is disclosed, comprising generating liquid droplets using a vibrating nozzle. According to a fourth embodiment, the method according to Embodiments 1 to 3 is disclosed, wherein the liquid droplets are water droplets. According to the fifth embodiment, the method according to Embodiments 1 to 3 is disclosed, wherein the liquid droplets are oil droplets.
Согласно шестому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий обеспечение непрерывной фазы и смешивание растворов или дисперсий с непрерывной фазой с образованием эмульсии, содержащей диспергированный жидкий раствор или диспергированные капли.According to a sixth embodiment, the method according to embodiment 1 is disclosed, comprising providing a continuous phase and mixing solutions or dispersions with the continuous phase to form an emulsion containing a dispersed liquid solution or dispersed drops.
Согласно седьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 6, включающий обеспечение непрерывной масляной фазы и смешивание водных растворов или дисперсий с непрерывной масляной фазой с образованием эмульсии типа вода-в-масле, содержащей водные капли. Согласно восьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 6, включающий обеспечение непрерывной водной фазы и смешивание масляных растворов или дисперсий с непрерывной фазой с образованием эмульсии типа масло-в-воде, содержащей масляные капли. Согласно девятому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-8, включающий сбор капель.According to the seventh embodiment, the method according to embodiment 6 is disclosed, comprising providing a continuous oil phase and mixing aqueous solutions or dispersions with the continuous oil phase to form a water-in-oil emulsion containing water droplets. According to an eighth embodiment, the method according to embodiment 6 is disclosed, comprising providing a continuous aqueous phase and mixing oily solutions or dispersions with the continuous phase to form an oil-in-water emulsion containing oil droplets. According to a ninth embodiment, the method according to embodiments 6 to 8 is disclosed, including droplet collection.
Согласно десятому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 9, включающий сушку капель с обеспечением полимерных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы.According to a tenth embodiment, the method according to embodiment 9 is disclosed, comprising drying droplets to provide polymer microspheres containing polydisperse polymer nanospheres.
Согласно одиннадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-10, в котором сушка капель включает микроволновое облучение, сушку в печи, сушку в вакууме, сушку в присутствии осушителя, или их комбинацию. Согласно двенадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 7-11, где масляная фаза или раствор или дисперсия содержит углеводород, кремниевое масло или фторированное масло. Согласно тринадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-12, в котором образование капель происходит в микроструйном устройстве.According to an eleventh embodiment, the method according to embodiments 6-10 is disclosed, wherein drying the droplets comprises microwave irradiation, oven drying, vacuum drying, drying in the presence of a desiccant, or a combination thereof. According to the twelfth embodiment, the method according to embodiments 7-11 is disclosed, wherein the oil phase or solution or dispersion contains a hydrocarbon, silicon oil, or fluorinated oil. According to a thirteenth embodiment, the method according to Embodiments 6 to 12 is disclosed, wherein droplet formation occurs in a microfluidic device.
Согласно четырнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-13, в котором образование капель происходит в микроструйном устройстве, которое содержит узел образования капель, имеющий ширину канала от любого из около 10 мкм, около 15 мкм, около 20 мкм, около 25 мкм, около 30 мкм, около 35 мкм, около 40 мкм или около 45 мкм до любого из около 50 мкм, около 55 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм или около 100 мкм. Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 13 или 14, включающий сбор капель эмульсии из микроструйного устройства.According to a fourteenth embodiment, the method according to embodiments 6 to 13 is disclosed, wherein droplet formation occurs in a microfluidic device that comprises a droplet generation unit having a channel width of any of about 10 µm, about 15 µm, about 20 µm, about 25 µm, about 30 µm, about 35 µm, about 40 µm, or about 45 µm to any of about 50 µm, about 55 µm, about 60 µm, about 65 µm, about 70 µm, about 75 µm, about 80 µm, about 85 µm, about 90 µm, about 95 µm or about 100 µm. According to a fifteenth embodiment, the method according to
Согласно шестнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, включающий образование первого жидкого раствора или дисперсии первых монодисперсных полимерных наночастиц и образование второго жидкого раствора или дисперсии вторых монодисперсных полимерных наночастиц; например, где мас./мас. соотношение первых монодисперсных полимерных наночастиц и вторых монодисперсных полимерных наночастиц составляет от любого из около 1/20, около 1/19, около 1/18, около 1/17, около 1/16, около 1/15, около 1/14, около 1/13, около 1/12, около 1/11, около 1/10, около 1/9, около 1/8, около 1/7, около 1/6, около 1/5, около 1/4, около 1/3, около 1/2, или около 1/1 до любого из около 2/1, около 3/1, около 4/1, около 5/1, около 6/1, около 7/1, около 8/1, около 9/1, около 10/1, около 11/1, около 12/1, около 13/1, около 14/1, около 15/1, около 16/1, около 17/1, около 18/1, около 19/1 или около 20/1.According to a sixteenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, comprising forming a first liquid solution or dispersion of first monodisperse polymeric nanoparticles and forming a second liquid solution or dispersion of second monodispersed polymeric nanoparticles; for example, where wt./wt. the ratio of the first monodisperse polymeric nanoparticles and the second monodisperse polymeric nanoparticles is from any of about 1/20, about 1/19, about 1/18, about 1/17, about 1/16, about 1/15, about 1/14, about 1/13, about 1/12, about 1/11, about 1/10, about 1/9, about 1/8, about 1/7, about 1/6, about 1/5, about 1/4, about 1/3, about 1/2, or about 1/1 to any of about 2/1, about 3/1, about 4/1, about 5/1, about 6/1, about 7/1, about 8/ 1, about 9/1, about 10/1, about 11/1, about 12/1, about 13/1, about 14/1, about 15/1, about 16/1, about 17/1, about 18/ 1, around 19/1 or around 20/1.
Согласно семнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов выполнения настоящего изобретения, в котором полимерные наночастицы имеют средний диаметр от любого из около 50 нм, около 75 нм, около 100 нм, около 130 нм, около 160 нм, около 190 нм, около 210 нм, около 240 нм, около 270 нм, около 300 нм, около 330 нм, около 360 нм, около 390 нм, около 410 нм, около 440 нм, около 470 нм, около 500 нм, около 530 нм, около 560 нм, около 590 нм или около 620 нм до любого из около 650 нм, около 680 нм, около 710 нм, около 740 нм, около 770 нм, около 800 нм, около 830 нм, около 860 нм, около 890 нм, около 910 нм, около 940 нм, около 970 нм или около 990 нм.According to a seventeenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments of the present invention is disclosed, wherein the polymeric nanoparticles have an average diameter of any of about 50 nm, about 75 nm, about 100 nm, about 130 nm, about 160 nm, about 190 nm, about 210 nm, about 240 nm, about 270 nm, about 300 nm, about 330 nm, about 360 nm, about 390 nm, about 410 nm, about 440 nm, about 470 nm, about 500 nm, about 530 nm, about 560 nm , about 590 nm or about 620 nm to any of about 650 nm, about 680 nm, about 710 nm, about 740 nm, about 770 nm, about 800 nm, about 830 nm, about 860 nm, about 890 nm, about 910 nm , about 940 nm, about 970 nm, or about 990 nm.
Согласно восемнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов выполнения настоящего изобретения, в котором полимеры выбраны из группы, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акрилатов, полистиролов, полиакриламидов, полиэтилена, полипропилена, полимолочной кислоты, полиакрилонитрила, их производных, их солей, их сополимеров и их комбинаций. Согласно девятнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов выполнения настоящего изобретения, в котором полимеры выбраны из группы, состоящей из полистиролов, например, сополимеров полистирола, таких как полистирол/акриловая кислота, полистирол/поли(этиленгликоль)метакрилат или полистирол/стиролсульфонат.According to an eighteenth embodiment, a process according to any of the preceding embodiments of the present invention is disclosed, wherein the polymers are selected from the group consisting of poly(meth)acrylic acid, poly(meth)acrylates, polystyrenes, polyacrylamides, polyethylene, polypropylene, polylactic acid, polyacrylonitrile, their derivatives, their salts, their copolymers and combinations thereof. According to a nineteenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments of the present invention is disclosed, wherein the polymers are selected from the group consisting of polystyrenes, for example, polystyrene copolymers such as polystyrene/acrylic acid, polystyrene/poly(ethylene glycol)methacrylate, or polystyrene/styrenesulfonate.
Согласно двадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от около 0.5 мкм до около 100 мкм. Согласно двадцать первому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от около 1 мкм до около 75 мкм, около 2 мкм до около 70 мкм, от около 3 мкм до около 65 мкм, от около 4 мкм до около 60 мкм, от около 5 мкм до около 55 мкм или от около 5 мкм до около 50 мкм; например от любого из около 5 мкм, около 6 мкм, около 7 мкм, около 8 мкм, около 9 мкм, около 10 мкм, около 11 мкм, около 12 мкм, около 13 мкм, около 14 мкм или около 15 мкм до любого из около 16 мкм, около 17 мкм, около 18 мкм, около 19 мкм, около 20 мкм, около 21 мкм, около 22 мкм, около 23 мкм, около 24 мкм или около 25 мкм. Согласно двадцать второму варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм.According to a twentieth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of about 0.5 µm to about 100 µm. According to a twenty-first embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of from about 1 µm to about 75 µm, about 2 µm to about 70 µm, from about 3 µm to about 65 µm, from about 4 µm to about 60 µm, about 5 µm to about 55 µm, or about 5 µm to about 50 µm; for example, from any of about 5 µm, about 6 µm, about 7 µm, about 8 µm, about 9 µm, about 10 µm, about 11 µm, about 12 µm, about 13 µm, about 14 µm, or about 15 µm to any of about 16 µm, about 17 µm, about 18 µm, about 19 µm, about 20 µm, about 21 µm, about 22 µm, about 23 µm, about 24 µm, or about 25 µm. According to a twenty-second embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm, about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm, about 8.1 µm , about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm.
Согласно двадцать третьему варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец полимерных микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно двадцать четвертому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец полимерных микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно двадцать пятому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из вариантов осуществления 1-23, в котором объемный образец полимерных микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a twenty-third embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the bulk sample of polymeric microspheres exhibits a color visible to the human eye. According to a twenty-fourth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the bulk sample of polymeric microspheres exhibits an angle dependent color as seen by the human eye. According to a twenty-fifth embodiment, a method according to any one of Embodiments 1-23 is disclosed, wherein the bulk sample of polymeric microspheres exhibits an angle-dependent color as seen by the human eye.
Согласно двадцать шестому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы являются монодисперсными. Согласно двадцать седьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где полимерные микросферы представляют собой объемный образец микросфер.According to a twenty-sixth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the microspheres are monodispersed. According to a twenty-seventh embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the polymeric microspheres are a bulk sample of the microspheres.
Согласно двадцать восьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, включающий добавление оксида металла в один или более жидких растворов или дисперсий; или добавление оксида металла в смесь.According to a twenty-eighth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, comprising adding a metal oxide to one or more liquid solutions or dispersions; or adding metal oxide to the mixture.
Согласно двадцать девятому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы, полученные согласно любому из предшествующих способов. Согласно тридцатому варианту осуществления раскрывается объемный образец полимерных микросфер, полученных согласно любому из предшествующих способов.According to a twenty-ninth embodiment, polymeric microspheres are disclosed, obtained according to any of the preceding methods. According to a thirtieth embodiment, a bulk sample of polymeric microspheres prepared according to any of the preceding methods is disclosed.
Неограничивающий второй набор вариантов осуществления настоящего изобретения, направленных на полимерные микросферы, включает:A non-limiting second set of embodiments of the present invention directed to polymeric microspheres include:
Полимерные микросферы, содержащие более чем одну популяцию монодисперсных полимерных наносфер, где каждая популяция монодисперсных полимерных наносфер имеет различные средние диаметры.Polymeric microspheres containing more than one population of monodisperse polymeric nanospheres, where each population of monodisperse polymeric nanospheres has different average diameters.
Согласно второму варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно варианту осуществления 1, содержащие первую популяцию монодисперсных полимерных наночастиц и вторую популяцию монодисперсных полимерных наночастиц; например, где мас./мас. соотношение первой популяции полимерных наносфер и второй популяции полимерных наносфер составляет от любого из около 1/20, около 1/19, около 1/18, около 1/17, около 1/16, около 1/15, около 1/14, около 1/13, около 1/12, около 1/11, около 1/10, около 1/9, около 1/8, около 1/7, около 1/6, около 1/5, около 1/4, около 1/3, около 1/2, или около 1/1 до любого из около 2/1, около 3/1, около 4/1, около 5/1, около 6/1, около 7/1, около 8/1, около 9/1, около 10/1, около 11/1, около 12/1, около 13/1, около 14/1, около 15/1, около 16/1, около 17/1, около 18/1, около 19/1 или около 20/1.According to a second embodiment, polymeric microspheres according to embodiment 1 are disclosed, comprising a first population of monodisperse polymeric nanoparticles and a second population of monodisperse polymeric nanoparticles; for example, where wt./wt. the ratio of the first population of polymeric nanospheres and the second population of polymeric nanospheres is from any of about 1/20, about 1/19, about 1/18, about 1/17, about 1/16, about 1/15, about 1/14, about 1/13, about 1/12, about 1/11, about 1/10, about 1/9, about 1/8, about 1/7, about 1/6, about 1/5, about 1/4, about 1/3, about 1/2, or about 1/1 to any of about 2/1, about 3/1, about 4/1, about 5/1, about 6/1, about 7/1, about 8/ 1, about 9/1, about 10/1, about 11/1, about 12/1, about 13/1, about 14/1, about 15/1, about 16/1, about 17/1, about 18/ 1, around 19/1 or around 20/1.
Согласно третьему варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно вариантам осуществления 1 или 2, где полимерные наносферы имеют средний диаметр от любого из около 100 нм, около 130 нм, около 160 нм, около 190 нм, около 210 нм, около 240 нм, около 270 нм, около 300 нм, около 330 нм, около 360 нм, около 390 нм, около 410 нм, около 440 нм, около 470 нм, около 500 нм, около 530 нм, около 560 нм, около 590 нм или около 620 нм до любого из около 650 нм, около 680 нм, около 710 нм, около 740 нм, около 770 нм, около 800 нм, около 830 нм, около 860 нм, около 890 нм, около 910 нм, около 940 нм или около 970 нм.According to a third embodiment, polymeric microspheres according to embodiments 1 or 2 are disclosed, wherein the polymeric nanospheres have an average diameter of any of about 100 nm, about 130 nm, about 160 nm, about 190 nm, about 210 nm, about 240 nm, about 270 nm , about 300 nm, about 330 nm, about 360 nm, about 390 nm, about 410 nm, about 440 nm, about 470 nm, about 500 nm, about 530 nm, about 560 nm, about 590 nm or about 620 nm to any of about 650 nm, about 680 nm, about 710 nm, about 740 nm, about 770 nm, about 800 nm, about 830 nm, about 860 nm, about 890 nm, about 910 nm, about 940 nm, or about 970 nm.
Согласно четвертому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором полимеры выбраны из группы, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акрилатов, полистиролов, полиакриламидов, полиэтилена, полипропилена, полимолочной кислоты, полиакрилонитрила, их производных, их солей, их сополимеров и их комбинаций.According to a fourth embodiment, polymer microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments wherein the polymers are selected from the group consisting of poly(meth)acrylic acid, poly(meth)acrylates, polystyrenes, polyacrylamides, polyethylene, polypropylene, polylactic acid, polyacrylonitrile, their derivatives, their salts, their copolymers and combinations thereof.
Согласно пятому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором полимеры выбраны из группы, состоящей из полистиролов, например, сополимеров полистирола, таких как полистирол/акриловая кислота, полистирол/поли(этиленгликоль)метакрилат или полистирол/стиролсульфонат.According to a fifth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the polymers are selected from the group consisting of polystyrenes, for example, polystyrene copolymers such as polystyrene/acrylic acid, polystyrene/poly(ethylene glycol)methacrylate, or polystyrene/styrenesulfonate.
Согласно шестому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где полимеры каждой популяции полимерных наносфер являются идентичными. Согласно седьмому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из вариантов осуществления 1-5, где полимеры каждой популяции полимерных наносфер являются различными.According to a sixth embodiment, polymer microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the polymers of each population of polymer nanospheres are identical. According to a seventh embodiment, polymer microspheres are disclosed according to any one of Embodiments 1-5, wherein the polymers of each population of polymer nanospheres are different.
Согласно восьмому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от около 0.5 мкм до около 100 мкм. Согласно девятому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от около 1 мкм до около 75 мкм, около 2 мкм до около 70 мкм, от около 3 мкм до около 65 мкм, от около 4 мкм до около 60 мкм, от около 5 мкм до около 55 мкм или от около 5 мкм до около 50 мкм; например от любого из около 5 мкм, около 6 мкм, около 7 мкм, около 8 мкм, около 9 мкм, около 10 мкм, около 11 мкм, около 12 мкм, около 13 мкм, около 14 мкм или около 15 мкм до любого из около 16 мкм, около 17 мкм, около 18 мкм, около 19 мкм, около 20 мкм, около 21 мкм, около 22 мкм, около 23 мкм, около 24 мкм или около 25 мкм. Согласно десятому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы имеют средний диаметр от любого из около 4.5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм.According to an eighth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of about 0.5 µm to about 100 µm. According to a ninth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of from about 1 µm to about 75 µm, about 2 µm to about 70 µm, from about 3 µm to about 65 µm, from about 4 µm to about 60 µm, about 5 µm to about 55 µm, or about 5 µm to about 50 µm; for example, from any of about 5 µm, about 6 µm, about 7 µm, about 8 µm, about 9 µm, about 10 µm, about 11 µm, about 12 µm, about 13 µm, about 14 µm, or about 15 µm to any of about 16 µm, about 17 µm, about 18 µm, about 19 µm, about 20 µm, about 21 µm, about 22 µm, about 23 µm, about 24 µm, or about 25 µm. According to a tenth embodiment, polymer microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm, about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm.
Согласно двенадцатому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец полимерных микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно тринадцатому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец полимерных микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно четырнадцатому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из вариантов осуществления 1-12, где объемный образец полимерных микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a twelfth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of polymeric microspheres exhibits a color visible to the human eye. According to a thirteenth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of polymeric microspheres exhibits an angle dependent color as seen by the human eye. According to a fourteenth embodiment, polymeric microspheres are disclosed according to any one of Embodiments 1-12, wherein a bulk sample of polymeric microspheres exhibits an angle dependent color as seen by the human eye.
Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые являются монодисперсными.According to a fifteenth embodiment, polymeric microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, which are monodispersed.
Согласно шестнадцатому варианту осуществления раскрываются полимерные микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно содержащие оксид металла.According to a sixteenth embodiment, polymeric microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, further comprising a metal oxide.
Неограничивающий третий набор вариантов осуществления настоящего изобретения, направленных на способы получения пористых микросфер оксида металла, включает:A non-limiting third set of embodiments of the present invention directed to methods for producing porous metal oxide microspheres include:
Согласно первому варианту осуществления раскрывается способ получения пористых микросфер оксида металла, причем способ включает образование жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; образование по меньшей мере одного дополнительного жидкого раствора или дисперсии монодисперсных полимерных наночастиц; смешивание каждого из растворов или дисперсий вместе; где оксид металла добавляют к одному или более из растворов или суспензий и/или где оксид металла добавляют к смеси с образованием жидкой дисперсии, содержащей полимерные наночастицы и оксид металла; образование жидких капель жидкой дисперсии; сушку капель с обеспечением полимерных матричных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы и оксид металла; и удаление полимерных наносфер из матричных микросфер с обеспечением пористых микросфер оксида металла; где средние диаметры монодисперсных полимерных наночастиц каждого из растворов или дисперсий являются различными.According to a first embodiment, a method for producing porous metal oxide microspheres is disclosed, the method comprising forming a liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; the formation of at least one additional liquid solution or dispersion of monodisperse polymeric nanoparticles; mixing each of the solutions or dispersions together; where the metal oxide is added to one or more of the solutions or suspensions and/or where the metal oxide is added to the mixture to form a liquid dispersion containing polymeric nanoparticles and metal oxide; formation of liquid droplets of the liquid dispersion; drying drops to provide polymer matrix microspheres containing polydisperse polymer nanospheres and metal oxide; and removing the polymeric nanospheres from the matrix microspheres to provide porous metal oxide microspheres; where the average diameters of monodisperse polymeric nanoparticles of each of the solutions or dispersions are different.
Согласно второму варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий смешивание растворов или дисперсий вместе и распылительную сушку смеси с образованием полимерных матричных микросфер, и удаление полимерных наносфер из матричных микросфер.According to a second embodiment, a method according to Embodiment 1 is disclosed, comprising mixing solutions or dispersions together and spray drying the mixture to form polymer matrix microspheres, and removing polymer nanospheres from the matrix microspheres.
Согласно третьему варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий образование жидких капель с помощью вибрирующего сопла. Согласно четвертому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 1-3, где жидкие капли представляют собой водные капли. Согласно пятому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 1-3, где жидкие капли представляют собой масляные капли.According to a third embodiment, the method according to Embodiment 1 is disclosed, comprising generating liquid droplets using a vibrating nozzle. According to a fourth embodiment, the method according to Embodiments 1 to 3 is disclosed, wherein the liquid droplets are water droplets. According to a fifth embodiment, the method according to Embodiments 1 to 3 is disclosed, wherein the liquid droplets are oil droplets.
Согласно шестому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 1, включающий обеспечение непрерывной фазы и смешивание жидкой дисперсии с непрерывной фазой с образованием эмульсии, содержащей диспергированные жидкие капли дисперсии. Согласно седьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 6, включающий обеспечение непрерывной масляной фазы и смешивание водной дисперсии с непрерывной масляной фазой с образованием эмульсии типа вода-в-масле, содержащей водные капли.According to a sixth embodiment, the method of Embodiment 1 is disclosed, comprising providing a continuous phase and mixing a liquid dispersion with the continuous phase to form an emulsion containing dispersed liquid droplets of the dispersion. According to the seventh embodiment, the method according to embodiment 6 is disclosed, comprising providing a continuous oil phase and mixing an aqueous dispersion with a continuous oil phase to form a water-in-oil emulsion containing water droplets.
Согласно восьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 6, включающий обеспечение непрерывной водной фазы и смешивание масляной фазы с непрерывной фазой с образованием эмульсии типа масло-в-воде, содержащей масляные капли. Согласно девятому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-8, включающий сбор капель. Согласно десятому варианту осуществления раскрывается способ согласно варианту осуществления 9, включающий сушку капель с обеспечением полимерных матричных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы.According to an eighth embodiment, the method of Embodiment 6 is disclosed, comprising providing a continuous aqueous phase and mixing an oil phase with the continuous phase to form an oil-in-water emulsion containing oil droplets. According to a ninth embodiment, the method according to embodiments 6 to 8 is disclosed, including droplet collection. According to a tenth embodiment, the method according to embodiment 9 is disclosed, comprising drying droplets to provide polymer matrix microspheres containing polydisperse polymer nanospheres.
Согласно одиннадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-10, в котором сушка капель включает микроволновое облучение, сушку в печи, сушку в вакууме, сушку в присутствии осушителя, или их комбинацию.According to an eleventh embodiment, the method according to embodiments 6-10 is disclosed, wherein drying the droplets comprises microwave irradiation, oven drying, vacuum drying, drying in the presence of a desiccant, or a combination thereof.
Согласно двенадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 7-11, в котором масляная фаза или раствор или дисперсия содержит углеводород, кремниевое масло или фторированное масло.According to the twelfth embodiment, the method according to embodiments 7-11 is disclosed, wherein the oil phase or solution or dispersion contains a hydrocarbon, silicon oil, or fluorinated oil.
Согласно тринадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-12, в котором образование капель происходит в микроструйном устройстве. Согласно четырнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 6-3, в котором образование капель происходит в микроструйном устройстве, которое содержит узел образования капель, имеющий ширину канала от любого из около 10 мкм, около 15 мкм, около 20 мкм, около 25 мкм, около 30 мкм, около 35 мкм, около 40 мкм или около 45 мкм до любого из около 50 мкм, около 55 мкм, около 60 мкм, около 65 мкм, около 70 мкм, около 75 мкм, около 80 мкм, около 85 мкм, около 90 мкм, около 95 мкм или около 100 мкм. Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно вариантам осуществления 13 или 14, включающий сбор капель из микроструйного устройства.According to a thirteenth embodiment, the method according to Embodiments 6 to 12 is disclosed, wherein droplet formation occurs in a microfluidic device. According to a fourteenth embodiment, the method according to embodiments 6-3 is disclosed, wherein droplet formation occurs in a microfluidic device that comprises a droplet generation unit having a channel width of any of about 10 µm, about 15 µm, about 20 µm, about 25 µm, about 30 µm, about 35 µm, about 40 µm, or about 45 µm to any of about 50 µm, about 55 µm, about 60 µm, about 65 µm, about 70 µm, about 75 µm, about 80 µm, about 85 µm, about 90 µm, about 95 µm or about 100 µm. According to a fifteenth embodiment, a method according to
Согласно шестнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, включающий образование первого жидкого раствора или дисперсии первых монодисперсных полимерных наночастиц и образование второго жидкого раствора или дисперсии вторых монодисперсных полимерных наночастиц; например, где мас./мас. соотношение первых монодисперсных полимерных наночастиц и вторых монодисперсных полимерных наночастиц составляет от любого из около 1/20, около 1/19, около 1/18, около 1/17, около 1/16, около 1/15, около 1/14, около 1/13, около 1/12, около 1/11, около 1/10, около 1/9, около 1/8, около 1/7, около 1/6, около 1/5, около 1/4, около 1/3, около 1/2, или около 1/1 до любого из около 2/1, около 3/1, около 4/1, около 5/1, около 6/1, около 7/1, около 8/1, около 9/1, около 10/1, около 11/1, около 12/1, около 13/1, около 14/1, около 15/1, около 16/1, около 17/1, около 18/1, около 19/1 или около 20/1.According to a sixteenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, comprising forming a first liquid solution or dispersion of first monodisperse polymeric nanoparticles and forming a second liquid solution or dispersion of second monodispersed polymeric nanoparticles; for example, where wt./wt. the ratio of the first monodisperse polymeric nanoparticles and the second monodisperse polymeric nanoparticles is from any of about 1/20, about 1/19, about 1/18, about 1/17, about 1/16, about 1/15, about 1/14, about 1/13, about 1/12, about 1/11, about 1/10, about 1/9, about 1/8, about 1/7, about 1/6, about 1/5, about 1/4, about 1/3, about 1/2, or about 1/1 to any of about 2/1, about 3/1, about 4/1, about 5/1, about 6/1, about 7/1, about 8/ 1, about 9/1, about 10/1, about 11/1, about 12/1, about 13/1, about 14/1, about 15/1, about 16/1, about 17/1, about 18/ 1, around 19/1 or around 20/1.
Согласно семнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором полимерные наночастицы имеют средний диаметр от любого из около 50 нм, около 75 нм, около 100 нм, около 130 нм, около 160 нм, около 190 нм, около 210 нм, около 240 нм, около 270 нм, около 300 нм, около 330 нм, около 360 нм, около 390 нм, около 410 нм, около 440 нм, около 470 нм, около 500 нм, около 530 нм, около 560 нм, около 590 нм или около 620 нм до любого из около 650 нм, около 680 нм, около 710 нм, около 740 нм, около 770 нм, около 800 нм, около 830 нм, около 860 нм, около 890 нм, около 910 нм, около 940 нм, около 970 нм или около 990 нм.According to a seventeenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the polymeric nanoparticles have an average diameter of any of about 50 nm, about 75 nm, about 100 nm, about 130 nm, about 160 nm, about 190 nm, about 210 nm , about 240 nm, about 270 nm, about 300 nm, about 330 nm, about 360 nm, about 390 nm, about 410 nm, about 440 nm, about 470 nm, about 500 nm, about 530 nm, about 560 nm, about 590 nm or about 620 nm to any of about 650 nm, about 680 nm, about 710 nm, about 740 nm, about 770 nm, about 800 nm, about 830 nm, about 860 nm, about 890 nm, about 910 nm, about 940 nm, about 970 nm or about 990 nm.
Согласно восемнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором полимер выбран из группы, состоящей из поли(мет)акриловой кислоты, поли(мет)акрилатов, полистиролов, полиакриламидов, полиэтилена, полипропилена, полимолочной кислоты, полиакрилонитрила, их производных, их солей, их сополимеров и их комбинаций. Согласно девятнадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором полимер выбран из группы, состоящей из полистиролов, например, сополимеров полистирола, таких как полистирол/акриловая кислота, полистирол/поли(этиленгликоль)метакрилат или полистирол/стиролсульфонат.According to an eighteenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the polymer is selected from the group consisting of poly(meth)acrylic acid, poly(meth)acrylates, polystyrenes, polyacrylamides, polyethylene, polypropylene, polylactic acid, polyacrylonitrile, derivatives thereof. , their salts, their copolymers, and combinations thereof. According to a nineteenth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the polymer is selected from the group consisting of polystyrenes, for example, polystyrene copolymers such as polystyrene/acrylic acid, polystyrene/poly(ethylene glycol)methacrylate, or polystyrene/styrenesulfonate.
Согласно двадцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором оксид металла представляет собой один или более из оксида кремния, оксида титана, оксида алюминия, оксида циркония, оксида церия, оксидов железа, оксида цинка, оксида индия, оксида олова или оксида хрома.According to a twentieth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the metal oxide is one or more of silicon oxide, titanium oxide, alumina, zirconium oxide, cerium oxide, iron oxides, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, or chromium oxide.
Согласно двадцать первому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором мас./мас. соотношение полимерных наночастиц в общем и оксида металла составляет от любого из около 0,1/1, 0,5/1, около 1,0/1, около 1,5/1, около 2,0/1, около 2,5/1 или около 3,0/1 до любого из около 3,5/1, около 4,0/1, около 5,0/1, около 5,5/1, около 6,0/1, около 6,5/1, около 7,0/1, около 8,0/1, около 9,0/1 или около 10,0/1.According to the twenty-first embodiment, a method is disclosed according to any of the preceding embodiments, in which wt./wt. the ratio of polymer nanoparticles in general and metal oxide is from any of about 0.1/1, 0.5/1, about 1.0/1, about 1.5/1, about 2.0/1, about 2.5 /1 or about 3.0/1 to any of about 3.5/1, about 4.0/1, about 5.0/1, about 5.5/1, about 6.0/1, about 6, 5/1, about 7.0/1, about 8.0/1, about 9.0/1, or about 10.0/1.
Согласно двадцать второму варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором сушка капель включает микроволновое облучение, сушку в печи, сушку в вакууме, сушку в присутствии осушителя, или их комбинацию.According to a twenty-second embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein drying the droplets comprises microwave irradiation, oven drying, vacuum drying, drying in the presence of a desiccant, or a combination thereof.
Согласно двадцать третьему варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором удаление полимерных наносфер включает кальцинирование матричных микросфер при температурах от любого из около 200°С, около 350°С, от около 400°С, от около 450°С, около 500°С или около 550°С до любого из около 600°С, около 650°С, около 700°С или около 1200°С в течение периода от любого из около ОД ч (часа), 1 ч, около 1,5 ч, около 2,0 ч, около 2,5 ч, около 3,0 ч, около 3,5 ч или около 4,0 ч до любого из около 4,5 ч, около 5,0 ч, около 5,5 ч, около 6,0 ч, около 6,5 ч, около 7,0 ч, около 7,5 ч, около 8,0 ч или около 12 ч. Альтернативно кальцинирование может проводиться при температурах по меньшей мере около 200°С, по меньшей мере около 500°С, или по меньшей мере около 1000°С, в течение подходящего периода, например, в течение по меньшей мере около 0,1 часа, по меньшей мере около 1 часа, по меньшей мере около 5 часов или по меньшей мере около 10 часов.According to a twenty-third embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the removal of the polymeric nanospheres comprises calcining the matrix microspheres at temperatures from any of about 200°C, about 350°C, from about 400°C, from about 450°C, about 500°C or about 550°C to any of about 600°C, about 650°C, about 700°C or about 1200°C for a period from any of about OD h (hour), 1 h, about 1, 5 hours, about 2.0 hours, about 2.5 hours, about 3.0 hours, about 3.5 hours, or about 4.0 hours to any of about 4.5 hours, about 5.0 hours, about 5, 5 hours, about 6.0 hours, about 6.5 hours, about 7.0 hours, about 7.5 hours, about 8.0 hours, or about 12 hours. Alternatively, the calcination may be carried out at temperatures of at least about 200° C. , at least about 500°C, or at least about 1000°C, for a suitable period, for example, for at least about 0.1 hour, at least about 1 hour, at least about 5 hours, or at least about 10 hours.
Согласно двадцать четвертому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором пористые микросферы имеют средний диаметр от около 0,5 мкм до около 100 мкм и среднюю пористость от около 0,10 до около 0,90 или от около 0,10 до около 0,80; где пористые микросферы имеют более чем одну популяцию пор, причем каждая имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор; и где средние диаметры пор составляют от около 50 нм до около 999 нм; например, где пористые микросферы имеют первую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, и вторую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, где первые и вторые средние диаметры пор являются различными.According to a twenty-fourth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average diameter of about 0.5 µm to about 100 µm and an average porosity of about 0.10 to about 0.90, or about 0.10 up to about 0.80; where the porous microspheres have more than one population of pores, each having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter; and where the average pore diameters are from about 50 nm to about 999 nm; for example, where the porous microspheres have a first population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm and a second population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, where the first and second average pore diameters are different .
Согласно двадцать пятому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором пористые микросферы имеют средний диаметр от около 1 мкм до около 75 мкм, около 2 мкм до около 70 мкм, от около 3 мкм до около 65 мкм, от около 4 мкм до около 60 мкм, от около 5 мкм до около 55 мкм или от около 5 мкм до около 50 мкм; например от любого из около 5 мкм, около 6 мкм, около 7 мкм, около 8 мкм, около 9 мкм, около 10 мкм, около 11 мкм, около 12 мкм, около 13 мкм, около 14 мкм или около 15 мкм до любого из около 16 мкм, около 17 мкм, около 18 мкм, около 19 мкм, около 20 мкм, около 21 мкм, около 22 мкм, около 23 мкм, около 24 мкм или около 25 мкм.According to a twenty-fifth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average diameter of from about 1 µm to about 75 µm, about 2 µm to about 70 µm, from about 3 µm to about 65 µm, from about 4 µm to about 60 µm, from about 5 µm to about 55 µm, or from about 5 µm to about 50 µm; for example, from any of about 5 µm, about 6 µm, about 7 µm, about 8 µm, about 9 µm, about 10 µm, about 11 µm, about 12 µm, about 13 µm, about 14 µm, or about 15 µm to any of about 16 µm, about 17 µm, about 18 µm, about 19 µm, about 20 µm, about 21 µm, about 22 µm, about 23 µm, about 24 µm, or about 25 µm.
Согласно двадцать шестому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором пористые микросферы имеют среднюю пористость от любого из около 0,10, около 0,12, около 0,14, около 0,16, около 0,18, около 0,20, около 0,22, около 0,24, около 0,26, около 0,28, около 0,30, около 0,32, около 0,34, около 0,36, около 0,38, около 0,40, около 0,42, около 0,44, около 0,46, около 0,48 около 0,50, около 0,52, около 0,54, около 0,56, около 0,58 или около 0,60 до любого из около 0,62, около 0,64, около 0,66, около 0,68, около 0,70, около 0,72, около 0,74, около 0,76, около 0,78, около 0,80 или около 0,90.According to a twenty-sixth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average porosity of any of about 0.10, about 0.12, about 0.14, about 0.16, about 0.18, about 0.20, about 0.22, about 0.24, about 0.26, about 0.28, about 0.30, about 0.32, about 0.34, about 0.36, about 0.38, about 0.40, about 0.42, about 0.44, about 0.46, about 0.48 about 0.50, about 0.52, about 0.54, about 0.56, about 0.58 or about 0 .60 to any of about 0.62, about 0.64, about 0.66, about 0.68, about 0.70, about 0.72, about 0.74, about 0.76, about 0.78, about 0.80 or about 0.90.
Согласно двадцать седьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы имеют средний диаметр пор от любого из около 50 нм, около 60 нм, около 70 нм, около 80 нм, около 100 нм, около 120 нм, около 140 нм, около 160 нм, около 180 нм, около 200 нм, около 220 нм, около 240 нм, около 260 нм, около 280 нм, около 300 нм, около 320 нм, около 340 нм, около 360 нм, около 380 нм, около 400 нм, около 420 нм или около 440 нм до любого из около 460 нм, около 480 нм, около 500 нм, около 520 нм, около 540 нм, около 560 нм, около 580 нм, около 600 нм, около 620 нм, около 640 нм, около 660 нм, около 680 нм, около 700 нм, около 720 нм, около 740 нм, около 760 нм, около 780 нм или около 800 нм.According to a twenty-seventh embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average pore diameter of any of about 50 nm, about 60 nm, about 70 nm, about 80 nm, about 100 nm, about 120 nm, about 140 approx. 160 nm, approx. 180 nm, approx. 200 nm, approx. 220 nm, approx. 240 nm, approx. 260 nm, approx. 280 nm, approx. 300 nm, approx. about 400 nm, about 420 nm, or about 440 nm to any of about 460 nm, about 480 nm, about 500 nm, about 520 nm, about 540 nm, about 560 nm, about 580 nm, about 600 nm, about 620 nm, about 640 nm, about 660 nm, about 680 nm, about 700 nm, about 720 nm, about 740 nm, about 760 nm, about 780 nm or about 800 nm.
Согласно двадцать восьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм.According to a twenty-eighth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5. 7 µm, about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm.
Согласно двадцать девятому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором пористые микросферы имеют среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65.According to a twenty-ninth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average porosity of any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55 or about 0.57 to any of about 0.59, about 0.61, about 0.63, or about 0.65.
Согласно тридцатому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы имеют средний диаметр пор от любого из около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to a thirtieth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average pore diameter of any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm, about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно тридцать первому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм; среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65; и средний диаметр пор от любого из около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to a thirty-first embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5. 7 µm, about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm; average porosity from any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55, or about 0.57 to any of about 0.59, about 0, 61, about 0.63 or about 0.65; and an average pore diameter from any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm, about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно тридцать второму варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы содержат от около 60,0 мас. % до около 99,9 мас. % оксида металла, например, содержащие от любого из около 60,0 мас. %, около 64,0 мас. %, около 67,0 мас. %, около 70,0 мас. %, около 73,0 мас. %, около 76,0 мас. %, около 79,0 мас. %, около 82,0 мас. % или около 85,0 мас. % до любого из около 88,0 мас. %, около 91,0 мас. %, около 94,0 мас. %, около 97,0 мас. %, около 98,0 мас. %, около 99,0 мас. % или около 99,9 мас. % оксида металла, на основе общей массы микросфер.According to the thirty-second variant of implementation discloses a method according to any of the previous embodiments, where the porous microspheres contain from about 60.0 wt. % to about 99.9 wt. % metal oxide, for example, containing from any of about 60.0 wt. %, about 64.0 wt. %, about 67.0 wt. %, about 70.0 wt. %, about 73.0 wt. %, about 76.0 wt. %, about 79.0 wt. %, about 82.0 wt. % or about 85.0 wt. % to any of about 88.0 wt. %, about 91.0 wt. %, about 94.0 wt. %, about 97.0 wt. %, about 98.0 wt. %, about 99.0 wt. % or about 99.9 wt. % metal oxide, based on the total weight of the microspheres.
Согласно тридцать третьему варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы содержат от около 0,1 мас. % до около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, например, содержат от любого из около 0,1 мас. %, около 0,3 мас. %, около 0,5 мас. %, около 0,7 мас. %, около 0,9 мас. %, около 1,0 мас. %, около 1,5 мас. %, около 2,0 мас. %, около 2,5 мас. %, около 5,0 мас. %, около 7,5 мас. %, около 10,0 мас. %, около 13,0 мас. %, около 17,0 мас. %, около 20,0 мас. % или около 22,0 мас. % до любого из около 24,0 мас. %, около 27,0 мас. %, около 29,0 мас. %, около 31,0 мас. %, около 33,0 мас. %, около 35,0 мас. %, около 37,0 мас. %, около 39,0 мас. % или около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, на основе общей массы микросфер. Согласно тридцать четвертому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы содержат один или более светопоглотителей, выбранных из группы, состоящей из неорганических и органических пигментов, например, углеродной сажи.According to the thirty-third variant of implementation discloses a method according to any of the previous embodiments, where the porous microspheres contain from about 0.1 wt. % to about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, for example, contain from any of about 0.1 wt. %, about 0.3 wt. %, about 0.5 wt. %, about 0.7 wt. %, about 0.9 wt. %, about 1.0 wt. %, about 1.5 wt. %, about 2.0 wt. %, about 2.5 wt. %, about 5.0 wt. %, about 7.5 wt. %, about 10.0 wt. %, about 13.0 wt. %, about 17.0 wt. %, about 20.0 wt. % or about 22.0 wt. % to any of about 24.0 wt. %, about 27.0 wt. %, about 29.0 wt. %, about 31.0 wt. %, about 33.0 wt. %, about 35.0 wt. %, about 37.0 wt. %, about 39.0 wt. % or about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, based on the total weight of the microspheres. According to a thirty-fourth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous microspheres comprise one or more light absorbers selected from the group consisting of inorganic and organic pigments, such as carbon black.
Согласно тридцать пятому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно тридцать шестому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет независимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно тридцать седьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из вариантов осуществления 1-35, где объемный образец пористых микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a thirty-fifth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the bulk sample of the porous microspheres exhibits a color as seen by the human eye. According to a thirty-sixth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the bulk sample of porous microspheres exhibits an angle-independent color as seen by the human eye. According to a thirty-seventh embodiment, a method according to any one of Embodiments 1-35 is disclosed, wherein the bulk sample of porous microspheres exhibits an angle-dependent color as seen by the human eye.
Согласно тридцать восьмому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы являются монодисперсными. Согласно тридцать девятому варианту осуществления раскрывается способ согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где пористые микросферы оксида металла представляют собой объемный образец микросфер.According to a thirty-eighth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the microspheres are monodispersed. According to a thirty-ninth embodiment, a method according to any of the preceding embodiments is disclosed, wherein the porous metal oxide microspheres are a bulk microsphere pattern.
Согласно сороковому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы, полученные согласно любому из предшествующих способов. Согласно сорок первому варианту осуществления раскрывается объемный образец микросфер, полученных согласно любому из предшествующих способов.According to the fortieth embodiment, porous microspheres obtained according to any of the preceding methods are disclosed. According to a forty-first embodiment, a bulk sample of microspheres obtained according to any of the preceding methods is disclosed.
Неограничивающий четвертый набор вариантов осуществления настоящего изобретения, направленных на пористые микросферы оксида металла, включает:A non-limiting fourth set of embodiments of the present invention directed to porous metal oxide microspheres include:
Согласно первому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы, содержащие оксид металла, где микросферы имеют средний диаметр от около 0.5 мкм до около 100 мкм и среднюю пористость от около 0.10 до около 0.80; где пористые микросферы имеют более чем одну популяцию пор, причем каждая имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор; и где средние диаметры пор составляют от около 50 нм до около 999 нм; например, где микросферы имеют первую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, и вторую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, где первые и вторые средние диаметры пор являются различными.According to a first embodiment, porous metal oxide-containing microspheres are disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of about 0.5 µm to about 100 µm and an average porosity of about 0.10 to about 0.80; where the porous microspheres have more than one population of pores, each having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter; and where the average pore diameters are from about 50 nm to about 999 nm; for example, where the microspheres have a first population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, and a second population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, where the first and second average pore diameters are different.
Согласно второму варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно варианту осуществления 1, которые имеют средний диаметр от около 1 мкм до около 75 мкм, около 2 мкм до около 70 мкм, от около 3 мкм до около 65 мкм, от около 4 мкм до около 60 мкм, от около 5 мкм до около 55 мкм или от около 5 мкм до около 50 мкм; например, от любого из около 5 мкм, около 6 мкм, около 7 мкм, около 8 мкм, около 9 мкм, около 10 мкм, около 11 мкм, около 12 мкм, около 13 мкм, около 14 мкм или около 15 мкм до любого из около 16 мкм, около 17 мкм, около 18 мкм, около 19 мкм, около 20 мкм, около 21 мкм, около 22 мкм, около 23 мкм, около 24 мкм или около 25 мкм.In a second embodiment, the porous microspheres of Embodiment 1 are disclosed which have an average diameter of about 1 µm to about 75 µm, about 2 µm to about 70 µm, about 3 µm to about 65 µm, about 4 µm to about 60 µm. , from about 5 µm to about 55 µm, or from about 5 µm to about 50 µm; for example, from any of about 5 µm, about 6 µm, about 7 µm, about 8 µm, about 9 µm, about 10 µm, about 11 µm, about 12 µm, about 13 µm, about 14 µm, or about 15 µm to any of about 16 µm, about 17 µm, about 18 µm, about 19 µm, about 20 µm, about 21 µm, about 22 µm, about 23 µm, about 24 µm, or about 25 µm.
Согласно третьему варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно вариантам осуществления 1 или 2, которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,10, около 0,12, около 0,14, около 0,16, около 0,18, около 0,20, около 0,22, около 0,24, около 0,26, около 0,28, около 0,30, около 0,32, около 0.34, около 0.36, около 0.38, около 0.40, около 0.42, около 0.44, около 0.46, около 0,48 около 0,50, около 0,52, около 0,54, около 0,56, около 0,58 или около 0,60 до любого из около 0,62, около 0,64, около 0,66, около 0,68, около 0,70, около 0,72, около 0,74, около 0,76, около 0,78, около 0,80 или около 0,90.According to a third embodiment, porous microspheres according to embodiments 1 or 2 are disclosed that have an average porosity of any of about 0.10, about 0.12, about 0.14, about 0.16, about 0.18, about 0.20 , about 0.22, about 0.24, about 0.26, about 0.28, about 0.30, about 0.32, about 0.34, about 0.36, about 0.38, about 0.40, about 0.42, about 0.44, about 0.46, about 0.48 about 0.50, about 0.52, about 0.54, about 0.56, about 0.58, or about 0.60 to any of about 0.62, about 0.64, about 0 .66, about 0.68, about 0.70, about 0.72, about 0.74, about 0.76, about 0.78, about 0.80, or about 0.90.
Согласно четвертому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где средние диаметры пор составляют от любого от около 50 нм, около 60 нм, около 70 нм, около 80 нм, около 100 нм, около 120 нм, около 140 нм, около 160 нм, около 180 нм, около 200 нм, около 220 нм, около 240 нм, около 260 нм, около 280 нм, около 300 нм, около 320 нм, около 340 нм, около 360 нм, около 380 нм, около 400 нм, около 420 нм или около 440 нм до любого из около 460 нм, около 480 нм, около 500 нм, около 520 нм, около 540 нм, около 560 нм, около 580 нм, около 600 нм, около 620 нм, около 640 нм, около 660 нм, около 680 нм, около 700 нм, около 720 нм, около 740 нм, около 760 нм, около 780 нм или около 800 нм.According to a fourth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the average pore diameters are from any of about 50 nm, about 60 nm, about 70 nm, about 80 nm, about 100 nm, about 120 nm, about 140 nm, approx. 160 nm, approx. 180 nm, approx. 200 nm, approx. 220 nm, approx. 240 nm, approx. 260 nm, approx. 280 nm, approx. 300 nm, approx. 320 nm, approx. nm, about 420 nm or about 440 nm to any of about 460 nm, about 480 nm, about 500 nm, about 520 nm, about 540 nm, about 560 nm, about 580 nm, about 600 nm, about 620 nm, about 640 nm, about 660 nm, about 680 nm, about 700 nm, about 720 nm, about 740 nm, about 760 nm, about 780 nm or about 800 nm.
Согласно пятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм.According to a fifth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm , about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm, about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm.
Согласно шестому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65.According to a sixth embodiment, porous microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, which have an average porosity of any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55 or about 0.57 to any of about 0.59, about 0.61, about 0.63, or about 0.65.
Согласно седьмому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где средние диаметры пор составляют от любого от около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to a seventh embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the average pore diameters are from any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm, about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно восьмому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм; и которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65; и которые имеют средние диаметры пор от любого из около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to an eighth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm , about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm, about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm; and which have an average porosity from any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55, or about 0.57 to any of about 0.59, about 0.61, about 0.63, or about 0.65; and which have average pore diameters from any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm , about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно девятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие от около 60,0 мас. % до около 99,9 мас. % оксида металла, например содержащие от любого из около 60,0 мас. %, около 64,0 мас. %, около 67,0 мас. %, около 70,0 мас. %, около 73,0 мас. %, около 76,0 мас. %, около 79,0 мас. %, около 82,0 мас. % или около 85,0 мас. % до любого из около 88,0 мас. %, около 91,0 мас. %, около 94,0 мас. %, около 97,0 мас. %, около 98,0 мас. %, около 99,0 мас. % или около 99,9 мас. % оксида металла, на основе общей массы микросфер.According to a ninth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, containing from about 60.0 wt. % to about 99.9 wt. % metal oxide, for example containing from any of about 60.0 wt. %, about 64.0 wt. %, about 67.0 wt. %, about 70.0 wt. %, about 73.0 wt. %, about 76.0 wt. %, about 79.0 wt. %, about 82.0 wt. % or about 85.0 wt. % to any of about 88.0 wt. %, about 91.0 wt. %, about 94.0 wt. %, about 97.0 wt. %, about 98.0 wt. %, about 99.0 wt. % or about 99.9 wt. % metal oxide, based on the total weight of the microspheres.
Согласно десятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где оксид металла выбран из группы, состоящей из оксида кремния, оксида титана, оксида алюминия, оксида циркония, оксида церия, оксидов железа, оксида цинка, оксида индия, оксида олова, оксида хрома и их комбинаций. Согласно одиннадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где оксид металла выбран из группы, состоящей из оксида кремния, оксида титана, оксида алюминия и их комбинаций.According to a tenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silicon oxide, titanium oxide, alumina, zirconium oxide, cerium oxide, iron oxides, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, chromium oxide and combinations thereof. According to an eleventh embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silicon oxide, titanium oxide, alumina, and combinations thereof.
Согласно двенадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие от около 0,1 мас. % до около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, например содержащие от любого из около 0,1 мас. %, около 0,3 мас. %, около 0,5 мас. %, около 0,7 мас. %, около 0,9 мас. %, около 1,0 мас. %, около 1,5 мас. %, около 2,0 мас. %, около 2,5 мас. %, около 5,0 мас. %, около 7,5 мас. %, около 10,0 мас. %, около 13,0 мас. %, около 17,0 мас. %, около 20,0 мас. % или около 22,0 мас. % до любого из около 24,0 мас. %, около 27,0 мас. %, около 29,0 мас. %, около 31,0 мас. %, около 33,0 мас. %, около 35,0 мас. %, около 37,0 мас. %, около 39,0 мас. % или около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, на основе общей массы микросфер. Согласно тринадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие один или более светопоглотителей, выбранных из группы, состоящей из неорганических и органических пигментов, например, углеродной сажи.According to the twelfth embodiment, porous microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, containing from about 0.1 wt. % to about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, for example containing from any of about 0.1 wt. %, about 0.3 wt. %, about 0.5 wt. %, about 0.7 wt. %, about 0.9 wt. %, about 1.0 wt. %, about 1.5 wt. %, about 2.0 wt. %, about 2.5 wt. %, about 5.0 wt. %, about 7.5 wt. %, about 10.0 wt. %, about 13.0 wt. %, about 17.0 wt. %, about 20.0 wt. % or about 22.0 wt. % to any of about 24.0 wt. %, about 27.0 wt. %, about 29.0 wt. %, about 31.0 wt. %, about 33.0 wt. %, about 35.0 wt. %, about 37.0 wt. %, about 39.0 wt. % or about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, based on the total weight of the microspheres. According to a thirteenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, containing one or more light absorbers selected from the group consisting of inorganic and organic pigments, for example, carbon black.
Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет независимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно шестнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из вариантов осуществления 1-14, где объемный образец пористых микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a fifteenth embodiment, the porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of the porous microspheres exhibits a color visible to the human eye. According to a fifteenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of porous microspheres exhibits an angle-independent color as seen by the human eye. According to a sixteenth embodiment, porous microspheres according to any one of Embodiments 1-14 are disclosed, wherein a bulk sample of porous microspheres exhibits an angle dependent color as seen by the human eye.
Согласно семнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы являются монодисперсными.According to a seventeenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the microspheres are monodisperse.
Согласно восемнадцатому варианту осуществления раскрывается композиция, содержащая подложку и пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления. Согласно девятнадцатому варианту осуществления раскрывается композиция согласно варианту осуществления 18, которая представляет собой водный состав, состав на основе масла, покрывающий состав, пищевой продукт, краску, пластмассу, косметический состав или материал для медицинского использования или использования в области безопасности.According to an eighteenth embodiment, a composition is disclosed comprising a support and porous microspheres according to any of the preceding embodiments. According to the nineteenth embodiment, the composition according to embodiment 18 is disclosed, which is an aqueous composition, an oil-based composition, a coating composition, a food product, a paint, a plastic, a cosmetic composition, or a material for medical or safety use.
Неограничивающий пятый набор вариантов осуществления настоящего изобретения, направленных на микросферы оксида металла, включает:A non-limiting fifth set of embodiments of the present invention directed to metal oxide microspheres include:
Согласно первому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы, содержащие оксид металла, где объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом; где пористые микросферы имеют более чем одну популяцию пор, причем каждая имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор.According to a first embodiment, porous microspheres containing a metal oxide are disclosed, wherein a bulk sample of the porous microspheres exhibits a color observed by the human eye; where the porous microspheres have more than one population of pores, each having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter.
Согласно второму варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно варианту осуществления 1, где микросферы имеют средний диаметр от около 0.5 мкм до около 100 мкм и среднюю пористость от около 0.10 до около 0.90 или от около 0.10 до около 0.80; где пористые микросферы имеют более чем одну популяцию пор, причем каждая популяция имеет средний диаметр пор, где каждая популяция имеет различный средний диаметр пор; и где средние диаметры пор составляют от около 50 нм до около 999 нм; например, где микросферы имеют первую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, и вторую популяцию пор, имеющую средний диаметр пор от около 50 нм до около 999 нм, где первые и вторые средние диаметры пор являются различными.In a second embodiment, the porous microspheres of Embodiment 1 are disclosed, wherein the microspheres have an average diameter of about 0.5 µm to about 100 µm and an average porosity of about 0.10 to about 0.90, or about 0.10 to about 0.80; where the porous microspheres have more than one population of pores, each population having an average pore diameter, where each population has a different average pore diameter; and where the average pore diameters are from about 50 nm to about 999 nm; for example, where the microspheres have a first population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, and a second population of pores having an average pore diameter of from about 50 nm to about 999 nm, where the first and second average pore diameters are different.
Согласно третьему варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно вариантам осуществления 1 или 2, которые имеют средний диаметр от около 1 мкм до около 75 мкм, около 2 мкм до около 70 мкм, от около 3 мкм до около 65 мкм, от около 4 мкм до около 60 мкм, от около 5 мкм до около 55 мкм или от около 5 мкм до около 50 мкм; например от любого из около 5 мкм, около 6 мкм, около 7 мкм, около 8 мкм, около 9 мкм, около 10 мкм, около 11 мкм, около 12 мкм, около 13 мкм, около 14 мкм или около 15 мкм до любого из около 16 мкм, около 17 мкм, около 18 мкм, около 19 мкм, около 20 мкм, около 21 мкм, около 22 мкм, около 23 мкм, около 24 мкм или около 25 мкм.According to a third embodiment, porous microspheres according to embodiments 1 or 2 are disclosed, which have an average diameter of from about 1 µm to about 75 µm, about 2 µm to about 70 µm, from about 3 µm to about 65 µm, from about 4 µm to about 60 µm, about 5 µm to about 55 µm, or about 5 µm to about 50 µm; for example, from any of about 5 µm, about 6 µm, about 7 µm, about 8 µm, about 9 µm, about 10 µm, about 11 µm, about 12 µm, about 13 µm, about 14 µm, or about 15 µm to any of about 16 µm, about 17 µm, about 18 µm, about 19 µm, about 20 µm, about 21 µm, about 22 µm, about 23 µm, about 24 µm, or about 25 µm.
Согласно четвертому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,10, около 0,12, около 0,14, около 0,16, около 0,18, около 0,20, около 0,22, около 0,24, около 0,26, около 0,28, около 0,30, около 0,32, около 0,34, около 0,36, около 0,38, около 0,40, около 0,42, около 0,44, около 0,46, около 0,48 около 0,50, около 0,52, около 0,54, около 0,56, около 0,58 или около 0,60 до любого из около 0,62, около 0,64, около 0,66, около 0,68, около 0,70, около 0,72, около 0,74, около 0,76, около 0,78, около 0,80 или около 0,90.According to a fourth embodiment, porous microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, which have an average porosity of any of about 0.10, about 0.12, about 0.14, about 0.16, about 0.18, about 0.20 , about 0.22, about 0.24, about 0.26, about 0.28, about 0.30, about 0.32, about 0.34, about 0.36, about 0.38, about 0.40 , about 0.42, about 0.44, about 0.46, about 0.48 about 0.50, about 0.52, about 0.54, about 0.56, about 0.58 or about 0.60 to any of about 0.62, about 0.64, about 0.66, about 0.68, about 0.70, about 0.72, about 0.74, about 0.76, about 0.78, about 0, 80 or about 0.90.
Согласно пятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средние диаметры пор от любого из около 50 нм, около 60 нм, около 70 нм, около 80 нм, около 100 нм, около 120 нм, около 140 нм, около 160 нм, около 180 нм, около 200 нм, около 220 нм, около 240 нм, около 260 нм, около 280 нм, около 300 нм, около 320 нм, около 340 нм, около 360 нм, около 380 нм, около 400 нм, около 420 нм или около 440 нм до любого из около 460 нм, около 480 нм, около 500 нм, около 520 нм, около 540 нм, около 560 нм, около 580 нм, около 600 нм, около 620 нм, около 640 нм, около 660 нм, около 680 нм, около 700 нм, около 720 нм, около 740 нм, около 760 нм, около 780 нм или около 800 нм.According to a fifth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have average pore diameters from any of about 50 nm, about 60 nm, about 70 nm, about 80 nm, about 100 nm, about 120 nm, about 140 nm, approx. 160 nm, approx. 180 nm, approx. 200 nm, approx. 220 nm, approx. 240 nm, approx. 260 nm, approx. 280 nm, approx. 300 nm, approx. 320 nm, approx. nm, about 420 nm or about 440 nm to any of about 460 nm, about 480 nm, about 500 nm, about 520 nm, about 540 nm, about 560 nm, about 580 nm, about 600 nm, about 620 nm, about 640 nm, about 660 nm, about 680 nm, about 700 nm, about 720 nm, about 740 nm, about 760 nm, about 780 nm or about 800 nm.
Согласно шестому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм.According to a sixth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm , about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm, about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm.
Согласно седьмому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65.According to a seventh embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have an average porosity of any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55 or about 0.57 to any of about 0.59, about 0.61, about 0.63, or about 0.65.
Согласно восьмому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средние диаметры пор от любого из около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to an eighth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed that have average pore diameters from any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm, about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно девятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, которые имеют средний диаметр от любого из около 4,5 мкм, около 4,8 мкм, около 5,1 мкм, около 5,4 мкм, около 5,7 мкм, около 6,0 мкм, около 6,3 мкм, около 6,6 мкм, около 6,9 мкм, около 7,2 мкм или около 7,5 мкм до любого из около 7,8 мкм около 8,1 мкм, около 8,4 мкм, около 8,7 мкм, около 9,0 мкм, около 9,3 мкм, около 9,6 мкм или около 9,9 мкм; и которые имеют среднюю пористость от любого из около 0,45, около 0,47, около 0,49, около 0,51, около 0,53, около 0,55 или около 0,57 до любого из около 0,59, около 0,61, около 0,63 или около 0,65; и которые имеют средние диаметры пор от любого из около 220 нм, около 225 нм, около 230 нм, около 235 нм, около 240 нм, около 245 нм или около 250 нм до любого из около 255 нм, около 260 нм, около 265 нм, около 270 нм, около 275 нм, около 280 нм, около 285 нм, около 290 нм, около 295 нм или около 300 нм.According to a ninth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, which have an average diameter of any of about 4.5 µm, about 4.8 µm, about 5.1 µm, about 5.4 µm, about 5.7 µm , about 6.0 µm, about 6.3 µm, about 6.6 µm, about 6.9 µm, about 7.2 µm, or about 7.5 µm to any of about 7.8 µm, about 8.1 µm, about 8.4 µm, about 8.7 µm, about 9.0 µm, about 9.3 µm, about 9.6 µm, or about 9.9 µm; and which have an average porosity from any of about 0.45, about 0.47, about 0.49, about 0.51, about 0.53, about 0.55, or about 0.57 to any of about 0.59, about 0.61, about 0.63, or about 0.65; and which have average pore diameters from any of about 220 nm, about 225 nm, about 230 nm, about 235 nm, about 240 nm, about 245 nm, or about 250 nm to any of about 255 nm, about 260 nm, about 265 nm , about 270 nm, about 275 nm, about 280 nm, about 285 nm, about 290 nm, about 295 nm, or about 300 nm.
Согласно десятому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие от около 60,0 мас. % до около 99,9 мас. % оксида металла, например содержащие от любого из около 60,0 мас. %, около 64,0 мас. %, около 67,0 мас. %, около 70,0 мас. %, около 73,0 мас. %, около 76,0 мас. %, около 79,0 мас. %, около 82,0 мас. % или около 85,0 мас. % до любого из около 88,0 мас. %, около 91,0 мас. %, около 94,0 мас. %, около 97,0 мас. %, около 98,0 мас. %, около 99,0 мас. % или около 99,9 мас. % оксида металла, на основе общей массы микросфер.According to the tenth embodiment, porous microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, containing from about 60.0 wt. % to about 99.9 wt. % metal oxide, for example containing from any of about 60.0 wt. %, about 64.0 wt. %, about 67.0 wt. %, about 70.0 wt. %, about 73.0 wt. %, about 76.0 wt. %, about 79.0 wt. %, about 82.0 wt. % or about 85.0 wt. % to any of about 88.0 wt. %, about 91.0 wt. %, about 94.0 wt. %, about 97.0 wt. %, about 98.0 wt. %, about 99.0 wt. % or about 99.9 wt. % metal oxide, based on the total weight of the microspheres.
Согласно одиннадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где оксид металла выбран из группы, состоящей из оксида кремния, оксида титана, оксида алюминия, оксида циркония, оксида церия, оксидов железа, оксида цинка, оксида индия, оксида олова, оксида хрома и их комбинаций. Согласно двенадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где оксид металла выбран из группы, состоящей из оксида кремния, оксида титана, оксида алюминия и их комбинаций.According to an eleventh embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silicon oxide, titanium oxide, alumina, zirconium oxide, cerium oxide, iron oxides, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, chromium oxide and combinations thereof. According to a twelfth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silicon oxide, titanium oxide, alumina, and combinations thereof.
Согласно тринадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие около 0,1 мас. % до около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, например, содержащие от любого из около 0,1 мас. %, около 0,3 мас. %, около 0,5 мас. %, около 0,7 мас. %, около 0,9 мас. %, около 1,0 мас. %, около 1,5 мас. %, около 2,0 мас. %, около 2,5 мас. %, около 5,0 мас. %, около 7,5 мас. %, около 10,0 мас. %, около 13,0 мас. %, около 17,0 мас. %, около 20,0 мас. % или около 22,0 мас. % до любого из около 24,0 мас. %, около 27,0 мас. %, около 29,0 мас. %, около 31,0 мас. %, около 33,0 мас. %, около 35,0 мас. %, около 37,0 мас. %, около 39,0 мас. % или около 40,0 мас. % одного или более светопоглотителей, на основе общей массы микросфер. Согласно четырнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, содержащие один или более светопоглотителей, выбранных из группы, состоящей из неорганических и органических пигментов, например, углеродную сажу.According to the thirteenth embodiment, porous microspheres are disclosed according to any of the preceding embodiments, containing about 0.1 wt. % to about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, for example, containing from any of about 0.1 wt. %, about 0.3 wt. %, about 0.5 wt. %, about 0.7 wt. %, about 0.9 wt. %, about 1.0 wt. %, about 1.5 wt. %, about 2.0 wt. %, about 2.5 wt. %, about 5.0 wt. %, about 7.5 wt. %, about 10.0 wt. %, about 13.0 wt. %, about 17.0 wt. %, about 20.0 wt. % or about 22.0 wt. % to any of about 24.0 wt. %, about 27.0 wt. %, about 29.0 wt. %, about 31.0 wt. %, about 33.0 wt. %, about 35.0 wt. %, about 37.0 wt. %, about 39.0 wt. % or about 40.0 wt. % of one or more light absorbers, based on the total weight of the microspheres. According to a fourteenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, containing one or more light absorbers selected from the group consisting of inorganic and organic pigments, eg carbon black.
Согласно пятнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a fifteenth embodiment, the porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of the porous microspheres exhibits a color visible to the human eye.
Согласно шестнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где микросферы являются монодисперсными.According to a sixteenth embodiment, porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the microspheres are monodisperse.
Согласно семнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, где объемный образец пористых микросфер проявляет независимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом. Согласно восемнадцатому варианту осуществления раскрываются пористые микросферы согласно любому из вариантов осуществления 1-16, где объемный образец пористых микросфер проявляет зависимый от угла цвет, наблюдаемый человеческим глазом.According to a seventeenth embodiment, the porous microspheres according to any of the preceding embodiments are disclosed, wherein the bulk sample of the porous microspheres exhibits an angle-independent color as seen by the human eye. According to an eighteenth embodiment, the porous microspheres according to any one of Embodiments 1-16 are disclosed, wherein the bulk sample of the porous microspheres exhibits an angle-dependent color as seen by the human eye.
Согласно девятнадцатому варианту осуществления раскрывается композиция, содержащая подложку и пористые микросферы согласно любому из предшествующих вариантов осуществления. Согласно двадцатому варианту осуществления раскрывается композиция согласно варианту осуществления 19, которая представляет собой водный состав, состав на основе масла, покрывающий состав, пищевой продукт, краску, пластмассу, косметический состав или материал для медицинского использования или использования в области безопасности.According to a nineteenth embodiment, a composition is disclosed comprising a support and porous microspheres according to any of the preceding embodiments. According to the twentieth embodiment, the composition according to embodiment 19 is disclosed, which is an aqueous composition, an oil-based composition, a coating composition, a food product, a paint, a plastic, a cosmetic composition, or a material for medical or safety use.
ПримерыExamples
Пример 1 Полимерные микросферыExample 1 Polymeric microspheres
Сополимер стирол/акриловая кислота получали следующим образом: 230 мл деионизированной воды (DI) добавляли в 3-х горлую реакционную колбу, оборудованную термометром, конденсатором, магнитной мешалкой, с атмосферой азота. Воду нагревали до 80°С, и 10 г стирола добавляли при перемешивании, а затем 100 мг акриловой кислоты, растворенной в 10 мл DI воды, через шприц. 100 мг персульфата аммония растворяли в 10 мл DI воды и добавляли в перемешиваемую смесь посредством шприца. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 80°С. Полимерной коллоидной дисперсии позволили охладиться до комнатной температуры и очищали посредством центрифугирования, получая полистирольные наносферы, имеющие средний размер частиц 250 нм.The styrene/acrylic acid copolymer was prepared as follows: 230 ml of deionized water (DI) was added to a 3 neck reaction flask equipped with a thermometer, condenser, magnetic stirrer, under nitrogen atmosphere. The water was heated to 80° C. and 10 g of styrene was added with stirring, followed by 100 mg of acrylic acid dissolved in 10 ml of DI water via syringe. 100 mg of ammonium persulfate was dissolved in 10 ml of DI water and added to the stirred mixture via syringe. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 80°C. The polymeric colloidal dispersion was allowed to cool to room temperature and purified by centrifugation to give polystyrene nanospheres having an average particle size of 250 nm.
Подобным образом, сополимер стирол/акриловая кислота готовят с получением наносфер полистирола, имеющих средний размер частиц 350 нм.Similarly, a styrene/acrylic acid copolymer is prepared to give polystyrene nanospheres having an average particle size of 350 nm.
Первую водную коллоидную дисперсию полистирола (250 нм) смешивали со второй водной коллоидной дисперсией полистирола (350 нм) при мас./мас. соотношении 7/3, и смесь разбавляли до 1 мас. % деионизированной водой и обрабатывали ультразвуком для предотвращения агломерации частиц. Сплошная масляная фаза содержит 0,1 мас. % поверхностно-активного вещества полиэтиленгликоля/простого перфторполиэфира во фторированном масле. Водную коллоидную дисперсию и масло каждое впрыскивали в микроструйное устройство, имеющее узел образования капель диаметром 50 мкм, через шприцы, связанные с насосами. Системе дали возможность уравновеситься, пока не образовались монодисперсные капли. Монодисперсные капли собирали в резервуар.The first aqueous colloidal dispersion of polystyrene (250 nm) was mixed with the second aqueous colloidal dispersion of polystyrene (350 nm) at wt./wt. the ratio of 7/3, and the mixture was diluted to 1 wt. % deionized water and sonicated to prevent particle agglomeration. Continuous oil phase contains 0.1 wt. % polyethylene glycol/perfluoropolyether surfactant in fluorinated oil. The aqueous colloidal dispersion and oil were each injected into a microfluidic device having a 50 µm diameter droplet formation unit through syringes connected to pumps. The system was allowed to equilibrate until monodisperse droplets formed. Monodisperse drops were collected in a reservoir.
Собранные капли сушили в печи при 45°С в течение 4 часов с обеспечением монодисперсных полимерных микросфер. Монодисперсные микросферы полистирола содержат наносферы полистирола, имеющие бимодальное распределение частиц по размеру.The collected drops were dried in an oven at 45° C. for 4 hours to provide monodisperse polymeric microspheres. Monodisperse polystyrene microspheres contain polystyrene nanospheres having a bimodal particle size distribution.
Пример 2 Пористые микросферы оксида металлаExample 2 Porous Metal Oxide Microspheres
Пример 1 повторяли, добавляя 1 мас. % наночастиц оксида кремния к водной смеси первой и второй коллоидных дисперсий перед смешиванием с масляной фазой с образованием эмульсии типа вода-в-масле. Собранные капли из микроструйного устройства сушили, как в примере 1, с образованием полимерных матричных микросфер. Полимерные матричные микросферы кальцинировали посредством помещения на кремниевую подложку, нагревания от комнатной температуры до 500°С в течение 3 часов, поддерживания при 500°С в течение 2 часов и охлаждения обратно до комнатной температуры в течение 3 часов. Обеспечиваются монодисперсные моносферы оксида кремния, имеющие средний диаметр 15 микрон.Example 1 was repeated by adding 1 wt. % silica nanoparticles to an aqueous mixture of the first and second colloidal dispersions before mixing with the oil phase to form a water-in-oil emulsion. The collected drops from the microfluidic device were dried as in Example 1 to form polymer matrix microspheres. The polymer matrix microspheres were calcined by placing on a silicon substrate, heating from room temperature to 500°C for 3 hours, maintaining at 500°C for 2 hours and cooling back to room temperature for 3 hours. Monodisperse silica monospheres are provided having an average diameter of 15 microns.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлены изображения сканирующего электронного микроскопа (SEM) полимерной матричной микросферы и пористой микросферы оксида кремния, полученных подобным образом.On FIG. 2 and FIG. 3 shows scanning electron microscope (SEM) images of a polymer matrix microsphere and a porous silica microsphere obtained in a similar manner.
Пример 3 Пористые микросферы оксида кремния, содержащие светопоглотительExample 3 Porous Silica Microspheres Containing Light Absorber
Продукт из Примера 2 физически смешивают с водной дисперсией углеродной сажи или с порошком углеродной сажи при различных массовых содержаниях. Обеспечиваются монодисперсные пористые микросферы оксида кремния, содержащие углеродную сажу в количестве 0,5 мас. %, 1 мас. %, 2 мас. %, 3 мас. %, 4 мас. % и 5 мас. %, на основе общей массы микросфер.The product from Example 2 is physically mixed with an aqueous dispersion of carbon black or powdered carbon black at various weights. Provided monodisperse porous microspheres of silicon oxide containing carbon black in the amount of 0.5 wt. %, 1 wt. %, 2 wt. %, 3 wt. %, 4 wt. % and 5 wt. %, based on the total weight of the microspheres.
Пример 4 Способы сушкиExample 4 Drying Methods
Примеры 1-3 повторяли, при этом на стадии сушки применяли микроволновое облучение, сушку в вакууме и/или сушку в присутствии осушителя.Examples 1-3 were repeated, with microwave irradiation, vacuum drying and/or drying in the presence of a desiccant being used in the drying step.
Пример 5 Получение пористых микросфер оксида кремния посредством распылительной сушкиExample 5 Preparation of Porous Silica Microspheres by Spray Drying
Сополимер стирола/акриловой кислоты получали следующим образом: 230 мл деионизированной (DI) воды добавляли в трехгорлую реакционную колбу, снабженную термометром, конденсатором, магнитной мешалкой и атмосферой азота. Воду нагревали до 80°С и при перемешивании добавляли 10 г стирола, а затем через шприц добавляли 100 мг акриловой кислоты, растворенной в 10 мл деионизированной воды. 100 мг персульфата аммония растворяли в 10 мл деионизированной воды и добавляли к перемешиваемой смеси с помощью шприца. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 80°С. Полимерной коллоидной дисперсии дали остыть до комнатной температуры и очистили центрифугированием, получая полистирольные наносферы со средним размером частиц 250 нм.The styrene/acrylic acid copolymer was prepared as follows: 230 ml of deionized (DI) water was added to a three-necked reaction flask equipped with a thermometer, condenser, magnetic stirrer and nitrogen atmosphere. The water was heated to 80°C and 10 g of styrene was added with stirring, and then 100 mg of acrylic acid dissolved in 10 ml of deionized water was added via syringe. 100 mg of ammonium persulfate was dissolved in 10 ml of deionized water and added to the stirred mixture using a syringe. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 80°C. The polymeric colloidal dispersion was allowed to cool to room temperature and purified by centrifugation to give polystyrene nanospheres with an average particle size of 250 nm.
Подобным образом, сополимер стирол/акриловая кислота готовят с получением наносфер полистирола, имеющих средний размер частиц 350 нм.Similarly, a styrene/acrylic acid copolymer is prepared to give polystyrene nanospheres having an average particle size of 350 nm.
Первую водную коллоидную дисперсию полистирола (250 нм) смешивали со второй водной коллоидной дисперсией полистирола (350 нм) при мас./мас. соотношении 7/3, и смесь разбавляли до 1 мас. % деионизированной водой и 1 мас. % наночастиц оксида кремния добавили к смеси, которую обрабатывали ультразвуком для предотвращения агломерации частиц. Водную дисперсию высушили распылительной сушкой с обеспечением полимерных матричных микросфер, содержащих полидисперсные полимерные наносферы и оксид кремния. Микросферы кальцинировали посредством нагревания от комнатной температуры до 500°С в течение 3 часов, хранили при 500°С в течение 2 часов, и обратно охлаждали до комнатной температуры в течение 3 часов. Получали пористые микросферы оксида кремния.The first aqueous colloidal dispersion of polystyrene (250 nm) was mixed with the second aqueous colloidal dispersion of polystyrene (350 nm) at wt./wt. the ratio of 7/3, and the mixture was diluted to 1 wt. % deionized water and 1 wt. % silica nanoparticles were added to the mixture, which was sonicated to prevent particle agglomeration. The aqueous dispersion was spray dried to provide polymer matrix microspheres containing polydisperse polymer nanospheres and silica. The microspheres were calcined by heating from room temperature to 500°C for 3 hours, stored at 500°C for 2 hours, and cooled back to room temperature for 3 hours. Received porous microspheres of silicon oxide.
Пример 6 Видимый цвет объемного образцаExample 6 Visible color of bulk sample
В этих примерах объемных цветных образцов 0.5 миллиграмм пористых микросфер равномерно помещали в прозрачный стеклянный сосуд объемом 10 мл, имеющий площадь дна 6 см. Цвет наблюдался человеческим глазом.In these examples of bulk color samples, 0.5 milligrams of porous microspheres were uniformly placed in a 10 ml clear glass jar having a bottom area of 6 cm. Color was observed by the human eye.
Образец пористых микросфер оксида кремния готовят аналогично Примеру 2, с полистирольными наносферами, имеющими средние размеры частиц 420 нм и 460 нм при мас./мас. соотношении 7: 3. Образец демонстрирует красный цвет.A sample of porous silica microspheres is prepared analogously to Example 2, with polystyrene nanospheres having average particle sizes of 420 nm and 460 nm w/w. 7:3 ratio. The sample shows a red color.
Образец пористых микросфер оксида кремния готовят в соответствии со способом примера 5, где полистирольные наносферы имеют средние размеры частиц 360 нм и 420 нм при мас./мас. соотношении 4: 1 и мас./мас. соотношении полимера и оксида кремния 4: 1. Пористые микросферы имеют пористость 0,55 и имеют выраженный зеленый цвет.Образцы также готовят, где мас./мас. соотношение полимера и оксида кремния составляет 2: 1, обеспечивая пористые микросферы, имеющие пористость 0,45 и проявляющие выраженный оранжевый цвет.A sample of porous silica microspheres is prepared in accordance with the method of example 5, where polystyrene nanospheres have an average particle size of 360 nm and 420 nm wt./wt. ratio 4: 1 and wt./wt. the ratio of polymer and silicon oxide 4: 1. Porous microspheres have a porosity of 0.55 and have a pronounced green color. Samples are also prepared, where wt./wt. the ratio of polymer to silica is 2:1, providing porous microspheres having a porosity of 0.45 and exhibiting a pronounced orange color.
Пример 7 Пористые микросферы оксида цинкаExample 7 Porous Zinc Oxide Microspheres
Образец пористых микросфер оксида цинка получали согласно способу по Примеру 5, где наносферы полистирола имеют средние размеры частиц 250 нм и 320 нм при мас./мас. соотношении 1:1, и где мас./мас. соотношение полимера и оксида цинка составляет 1:2.A sample of porous zinc oxide microspheres was obtained according to the method of Example 5, where the polystyrene nanospheres have an average particle size of 250 nm and 320 nm wt./wt. ratio of 1:1, and where wt./wt. the ratio of polymer and zinc oxide is 1:2.
Пример 8 Пористые микросферы оксида кремния/оксида титанаExample 8 Porous Silica/Titanium Oxide Microspheres
Образец пористых микросфер, содержащих оксид кремния и оксид титана, получали согласно способу по Примеру 2, где наносферы полистирола имеют средние размеры частиц 350 нм и 460 нм при мас./мас. соотношении 1:4, и где мас./мас. соотношение полимера и оксида металла в общем составляет 3:1. Мас./мас. соотношение оксида кремния и оксида титана составляет 9:1.A sample of porous microspheres containing silicon oxide and titanium oxide was obtained according to the method of Example 2, where polystyrene nanospheres have an average particle size of 350 nm and 460 nm wt./wt. ratio of 1:4, and where wt./wt. the ratio of polymer to metal oxide is generally 3:1. Wt/wt the ratio of silicon oxide and titanium oxide is 9:1.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762556798P | 2017-09-11 | 2017-09-11 | |
| US62/556,798 | 2017-09-11 | ||
| PCT/US2018/050175 WO2019051357A1 (en) | 2017-09-11 | 2018-09-10 | Microspheres comprising polydisperse polymer nanospheres and porous metal oxide microspheres |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2023100601A Division RU2023100601A (en) | 2017-09-11 | 2018-09-10 | MICROSPHERES CONTAINING POLYDISPERSE POLYMER NANOSPHERES AND POROUS METAL OXIDE MICROSPHERES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020113249A RU2020113249A (en) | 2021-10-13 |
| RU2789176C2 true RU2789176C2 (en) | 2023-01-30 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073565C1 (en) * | 1991-07-25 | 1997-02-20 | Екп Эникем Полимери С.р.л. | Method of preparing solid catalyst component, solid catalyst component, catalyst for stereospecific polymerization, and method of stereospecific polymerization of propylene |
| RU2185880C1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-07-27 | Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН | Method of preparation of microspheric alumooxide carrier |
| RU2015129342A (en) * | 2012-12-20 | 2017-01-26 | Басф Корпорейшн | CATALYST CARRIER IN THE FORM OF HOLLOW MICROSPHERES AND METHODS FOR PRODUCING |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073565C1 (en) * | 1991-07-25 | 1997-02-20 | Екп Эникем Полимери С.р.л. | Method of preparing solid catalyst component, solid catalyst component, catalyst for stereospecific polymerization, and method of stereospecific polymerization of propylene |
| RU2185880C1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-07-27 | Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН | Method of preparation of microspheric alumooxide carrier |
| RU2015129342A (en) * | 2012-12-20 | 2017-01-26 | Басф Корпорейшн | CATALYST CARRIER IN THE FORM OF HOLLOW MICROSPHERES AND METHODS FOR PRODUCING |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11517871B2 (en) | Porous metal oxide microspheres | |
| US11471849B2 (en) | Porous metal oxide microspheres with varying pore sizes | |
| RU2789176C2 (en) | Porous metal oxide microspheres | |
| RU2784855C2 (en) | Porous microspheres of metal oxide | |
| BR122022020437B1 (en) | POROUS MICROSPHERES AND COMPOSITION | |
| BR112020004693B1 (en) | METHOD FOR PREPARING POROUS METAL OXIDE MICROSPHERES | |
| BR122023019938B1 (en) | POROUS MICROSPHERES, COMPOSITION, BULK SAMPLE OF POROUS MICROSPHERES, AND, POROUS MICROSPHERES COMPRISING A METAL OXIDE |