Core-shell polymer capsules as chemical nanoreactors

Celem niniejszej pracy była preparatyka kapsuł polimerowych na ciekłych rdzeniach olejowych z wykorzystaniem polimeru chlorowodorku polialliloaminy (PAH) zmodyfikowanego anionowo kompleksem tritlenku siarki z trimetyloaminą (STTC) ze szczepionymi hydrofobowymi łańcuchami bocznymi. Jako ciekły rdzeń w pracy zastosowano dwa rodzaje olejów tj. MCT (średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe) oraz MCT-C (średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe na bazie oleju kokosowego). W toku badań wykorzystywano polimer PAH zmodyfikowany anionowo o różnym stopniu szczepienia łańcuchami bocznymi, jak i o różnej długości łańcuchów bocznych – ośmiowęglowe oraz dwunastowęglowe (C8 oraz C12). Kapsuły polimerowe były wytwarzane w procesie bezpośredniej emulsyfikacji z roztworu polimeru z fazą olejową przy wykorzystaniu wytrząsarki o ruchu okrężno-drgającym oraz łaźni ultradźwiękowej. Za pomocą techniki dynamicznego rozpraszania światła (DLS) wyznaczono średnice hydrodynamiczne otrzymanych nanostruktur. W celu zbadania stabilności długoterminowej otrzymanych emulsji mierzono również potencjał dzeta. Przy wykorzystaniu metody analizy śledzenia torów ruchu nanocząstek (NTA) potwierdzono rozmiar utworzonych kapsuł polimerowych, jak i wyznaczono ich stężenie. W wykorzystanych do badań olejach znajdował się perylen (sonda fluorescencyjna), dzięki czemu możliwe było zobrazowanie powstałych kapsuł za pomocą mikroskopu konfokalnego i potwierdzenie zdolności do enkapsulacji związków hydrofobowych. Uzyskane wyniki stanowią obiecujący wstęp do dalszych badań nad kapsułami polimerowymi.

The aim of this study was to prepare polymer capsules on liquid oil cores using polyallylamine hydrochloride (PAH) polymer anionically modified with sulfur trioxide-trimethylamine complex (STTC) with grafted hydrophobic side chains. Two types of oils, i.e. MCT (medium-chain fatty acids) and MCT-C (coconut oil based medium-chain fatty acids), were used as the liquid core in the work. In the course of the study, anionically modified PAH polymer with different degrees of side-chain grafting, as well as with different side-chain lengths - 8-carbon and 12-carbon (C8 and C12) were used. The polymer capsules were produced by direct emulsification from an oil phase polymer solution using a circularly oscillating shaker and an ultrasonic bath. Using the dynamic light scattering (DLS) technique, the hydrodynamic diameters of the obtained nanostructures were determined. In order to study the long term stability of the obtained emulsions, the dzet potential was also measured. Using the nanoparticle tracking analysis (NTA) method, the size of the formed polymer capsules was confirmed, as well as their concentration was determined. The oils used for the study contained perylene (fluorescent probe), so it was possible to visualize the formed capsules by confocal microscopy and confirm the ability to encapsulate hydrophobic compounds. The obtained results are a promising introduction to further research on polymeric capsules.