Liquid-Core Capsules via Interfacial Free Radical Alternating Copolymerization

通过界面自由基交替共聚制备液芯胶囊

基本信息

  • 批准号:
    0457453
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-04-01 至 2009-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACTPI: Carlos C. Co and Chia-Chi Ho Institution: University of CincinnatiProposal Number: 0457453Title: Liquid-Core Capsules via Interfacial Free Radical Alternating CopolymerizationResearch: Liquid-core capsules have application in the high efficiency encapsulation and controlled delivery of drugs, dyes, enzymes, etc. These applications have driven the rapid development of innovative techniques, based on layer-by-layer assembly, shell polymerization of particles and dendrimers followed by core-removal, microphase separation of core-shell latexes, and vesicles, to confine polymerization or assembly of encapsulants at the interface. However, all of these techniques require, in one way or another, procedures and materials, such as repeated centrifugation-washing, sintering, core-removal, microphase separation, vesicle templates, or block copolymers, that limit control of shell thickness and permeability, preclude direct encapsulation of substrates, or hamper large-scale practical application. The aim of this project is to study interfacial free-radical alternating copolymerization for direct encapsulation of liquid drops within a polymer shell without the need for a solid core or vesicle template. The approach for making liquid-core capsules is based on a free-radical analogy of interfacial condensation principles routinely demonstrated with the nylon rope trick. Instead of diamines and diacid chlorides that react uncontrollably upon contact, oil- and water-soluble vinyl ethers and alkyl maleates are alternately copolymerized at interfaces via a free-radical mechanism. The objectives of the work are to: 1.Elucidate the mechanism through which liquid-core capsules are formed during interfacial polymerization 2. Demonstrate dynamic control of shell permeability for aqueous-core capsules The underlying principles and methodology of this type of polymerization allows for the direct encapsulation of many substrates through a highly scalable and inexpensive process. The general principle of interfacial free-radical alternating copolymerization has potentially significant impacts that extend beyond liquid-core capsules and into many established nanotechnologies where the preponderance of interfaces accentuates the significance of interfacial polymerizations. Broader Impacts: Broader impacts of this project include the introduction, education, and training of high school, undergraduate, and graduate students in the principles of radical and condensation polymerizations, interfacial phenomena, and complex fluids. Special effort will be made to recruit American and minority students to pursue advanced studies. In particular, engineering education will be promoted to under-represented groups via UC programs aimed at recruiting students from the large black population in the city of Cincinnati. The free-radical polymerization approach to liquid-core capsule formation proposed here, itself promises broad impact from a commercial standpoint due to its low cost and the ease with which it can be implemented on a large scale.
摘要:Carlos C. Co和Chia-Chi Ho机构:辛辛那提大学的冠状动脉编号:0457453TITLE:液体核胶囊通过互生自由基交流交流共聚物研究:液态孔孔搜索:具有高效率的外壳和受控的药物,染料,染色器,染色器,染色器,染色器,染料,酶等。这些应用驱动了创新技术的快速发展,基于逐层组装,颗粒和树突聚合物的外壳聚合,然后进行核心核能,核心 - 核壳乳胶和囊泡的微相分离,以隔离聚合。或在接口处的封装剂组装。 但是,所有这些技术都需要以一种或另一种方式进行程序和材料,例如重复的离心洗涤,烧结,烧结,核心驱动,微层分离,囊泡模板或嵌段共聚物,以限制对壳厚度和渗透性的控制,排除底物的直接封装,或阻碍大规模实际应用。该项目的目的是研究界面自由基交替共聚,以直接封装聚合物壳内的液滴,而无需固体芯或囊泡模板。 制造液态核胶囊的方法基于一个自由基的类比,以尼龙绳索通常证明了界面凝结原理。 油和水溶性乙烯基醚和烷基成酸的二氨基和二氯氯化物反应不受控制,通过自由基机制在接口上交替地共聚。 工作的目的是:1。培养在界面聚合过程中形成液态核胶囊的机制2。证明对壳渗透性的动态控制水性核胶囊的基本原理和方法可以使这种聚合的基本原理和方法论可以实现。通过高度可扩展且廉价的过程直接封装了许多底物。 界面自由基交流的一般原理具有潜在的重大影响,超出了液态核胶囊,并进入了许多已建立的纳米技术,在这些纳米技术中,大量界面突显了界面聚合的重要性。更广泛的影响:该项目的更广泛影响包括在激进和凝结聚合,界面现象和复杂的液体的原理中对高中,本科和研究生的介绍,教育和培训。 将要努力招募美国和少数族裔学生进行高级学习。 特别是,工程教育将通过旨在招募辛辛那提市大量黑人人口的学生来促进代表性不足的群体。 此处提出的液态核胶囊形成的自由基聚合方法本身从商业角度承诺,由于其低成本以及可以大规模实施的便利性。

项目成果

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