Наноматериалы и сверхкритические флюидные нанотехнологии в нефтедобыче и нефтепереработке. Учебно-методическое пособие

творенным веществом распыляется в органический раствори­тель (RESOLV-метод) или в воду (RESAS-метод). Метод RESAS мо­жет быть использован при распылении циклоспорина из сверхкрити­ческого СО2 в водный раствор, при этом размер получаемых частиц 400–700 нм.

Сверхкритический SAA-метод, выполняемый с помощью распы­ления, – разновидность RESS-процесса, в котором сверхкритический растворитель распыляется в смеси с обычными растворителями. Из тройной смеси СК СО2–этанол–бетаметазон при давлении 8 МПа распылением через сопло диаметром 74 мкм удается получить сухие частицы данного препарата диаметром от 400 нм до 5 мкм.

Исследования последних лет открывают новые возможности метода RESS в плане формирования и модификции полимерных сплошных частиц и полых частиц, содержащих различные фармпре­параты и позволяющих контролировать во времени и в пространстве доставку лекарственных препаратов в процессе их применения. В этом случае лекарство, как правило, равномерно распределяется в поли­мерном носителе. Во многих случаях полимер в течение времени в те­лесных жидкостях деградирует в нетоксичные продукты. Типичным примером может служить полимолочная кислота, превращающаяся в организме в молочную кислоту, не запрещенную соответствующими нормативными документами. Таким образом, лекарство освобождает­ся из полимерной матрицы в совместном процессе диффузии и по­верхностной эрозии полимера.

Рис. 1.5. Принцип формирования микрокапсул полимера

Поскольку полимеры нерастворимы или слаборастворимы при температурах и давлениях, необходимых в данном процессе, для того чтобы увеличивать растворимость полимера в сверхкритическом флюи­де, используется несколько видов сорастворителей. В чистом виде в ат­мосферных условиях эти сорастворители нерастворимы в полимерах. Но данная работа показывает, что, для того чтобы достигнуть большого увеличения растворимости в CO2, сорастворитель и не должен быть хо­рошим растворителем для полимеров. В течение RESS-N-процесса по­лимер осаждается и покрывает неорганические наночастицы.

Рис. 1.6. Схема процесса PGSS

На первом этапе диспергируемое вещество и сверхкритический флюид поступают в смесительный сосуд. Далее создаются термоди­намические условия плавления диспергируемого вещества. Благодаря высокой растворяющей способности сверхкритического флюида, рас­плавленное вещество растворяется в нем.

Недостатком процесса PGSS является трудность в диспергиро­вании нескольких веществ из-за их различной растворимости в сверх­критическом флюиде. Это важно учитывать тогда, когда необходимо получать субмикронные и нанокомпозитные частицы.

1.4. Получение частиц методом сброса давления в сжатом органическом растворе

Рис. 1.7. Схема процесса DELOS

В процессе DELOS осуществляется подача в миксер раствора

1.5. Получение наночастиц с использованием метода сверхкритического флюидного антирастворителя

и его модификации

В отличие от традиционных методов измельчения, технологии, основанные на использовании сверхкритических флюидных сред, поз­воляют получать более однородные частицы с физико-химическими свойствами, размерами и морфологией, высокочувствительными к значениям режимных параметров осуществления процессов. Суще­ственным достоинством сверхкритических флюидных технологий яв­ляется их экологическая безопасность.

и сверхкритический флюид в небольшой концентрации, снижающий в целом растворяющую способность жидкого растворителя и вызываю­щий осаждение загрузки в осадок в виде кристаллов или частиц.

Варьируя условия в реакторе (давление, температура, наличие вибрации и т.д.), можно достигать более или менее быстрого осажде­ния исходного продукта в виде мелкодисперсных частиц, реализуя распыление. Изменяя термодинамические параметры SAS-процесса, можно управлять средним размером, морфологией, дисперсностью диспергируемых частиц. В целом рассмотренный метод является аль­тернативой для процесса RESS, особенно в тех случаях, когда имеет место относительно слабая растворимость конкретного полимера в сверхкритическом флюиде.