專利名稱：可增稠的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可增稠的組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及能夠在所需場所增稠的液體組合物。
在第一方面中，本發(fā)明提供包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物，所述聚合物是在該組合物與更多水混合的過程中使所制得的稀釋組合物粘度增加的聚合物。
所述的組合物可用于工業(yè)領(lǐng)域或家用領(lǐng)域，包括食品和飲料生產(chǎn)、清潔產(chǎn)品、油田應(yīng)用和治療組合物。
在與水混合之前，本發(fā)明的組合物優(yōu)選在微結(jié)構(gòu)上是多相的或離析的。它優(yōu)選具有富含一種陰離子聚合物的沉淀物以及該沉淀物所處的富含第二陰離子聚合物的液體介質(zhì)。在使用前，可將所述組合物與水混合(例如，在容器、管道等中)?；蛘?，可以使它在需要的場所與水混合。然而在輸送后，水的添加會產(chǎn)生一種組合物，所述組合物很少離析，優(yōu)選為均相，而且其粘度增加。
所述的第一陰離子聚合物可包含硫酸基，或者優(yōu)選包含羧酸基。所述的第二陰離子聚合物可包含羧酸基或硫酸基。優(yōu)選的第二陰離子聚合物包含羧酸基。第一陰離子聚合物優(yōu)選是黃原膠。
黃原膠(xanthan)(也稱為黃胞膠(xanthan gum))是由天然存在的細(xì)菌黃單胞菌(xanthomonas campestris)制備的微生物細(xì)胞外多糖。在食品及制藥工業(yè)中，它是被廣泛使用的生物高聚物。它也被用在諸如石油生產(chǎn)、管道清潔、提高原油采收率、紡織印染、陶瓷釉、漿狀炸藥和化妝品等一些其他領(lǐng)域。它被用于增稠、懸浮、穩(wěn)定化和凝膠化的目的。
黃原膠由五糖重復(fù)子單元組成。通過甲基化分析和糖醛酸降解可以確定，它包含兩個D-吡喃葡萄糖基單元、兩個D-甘露吡喃糖基單元和一個D-吡喃葡萄糖酸基單元。該分子具有如纖維素中所見的(1→4)連接的β-D-吡喃葡萄糖基主鏈，側(cè)鏈為三糖，該側(cè)鏈連接在交替的葡萄糖基單元的O-3位置上。側(cè)鏈的構(gòu)造使得D-葡萄糖醛酸基單元的側(cè)面與兩個甘露糖基單元連接。在O-4和O-6位置之間，末端D-甘露糖基單元中大約一半含有丙酮酸部分。其他D-甘露糖基單元在O-6位置上被乙縮醛基取代。黃原膠易于以鈉鹽或鉀鹽、或者鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽的混合物的形式得到。估計黃原膠分子量為2×106～50×106。這種寬的分子量分布范圍據(jù)信是由聚合物鏈締合所致。
第二陰離子聚合物可以是藻酸鹽。
藻酸鹽可見于各種生物體內(nèi)并可從中分離出來，具體來說，可以分離自屬于褐藻目(Phaeophyceae)的藻類以及諸如棕色固氮菌(Azotobactervinelandii)和褐球固氮菌(Azotobacter Crococcum)的土壤細(xì)菌，以及幾種假單胞菌屬菌株。藻膠的普通藻來源包括掌狀海帶(Laminaria digitata)、大昆布(Ecklonia maxima)、巨藻(Macrocystis pyrifera)、黑藻(Lessonianigrescens)、泡葉藻(Ascophyllum nodosum)、日本海帶(Laminariajaponica)、南極冰河褐藻(Durvillea antartica)、海洋巨藻(Durvilleapotatorum)，特別是極北海帶(Laminaria hyperborea)。
藻酸是包含β-D-甘露糖醛酸和α-L-古羅糖醛酸的線性雜多糖。藻酸可包含甘露糖醛酸的均聚序列、古羅糖醛酸的均聚序列以及甘露糖醛酸單元和古羅糖醛酸單元的混合序列。
用于本發(fā)明的方法的藻酸鹽可包括諸如鈉鹽和鉀鹽等堿金屬鹽，以及銨鹽和鏈烷醇胺鹽。堿金屬鹽是特別有用的。
優(yōu)選的是水溶脹性的藻酸鹽，更優(yōu)選是水溶性的藻酸鹽。最優(yōu)選以其中基本上沒有沉淀物的溶液形式提供它們。
文中所用的術(shù)語“藻酸鹽”包括藻酸的鹽而不管該藻酸中甘露糖醛酸單元和古羅糖醛酸單元的相對比例如何，并且用來包括羥乙酸化衍生物或烷氧基化衍生物，特別以丙二醇衍生化的衍生物。然而，優(yōu)選的化合物不是羥乙酸化衍生物或烷氧基化衍生物。富含古羅糖醛酸的藻酸和富含古羅糖醛酸的藻酸鹽是特別有用的。優(yōu)選的化合物含有至少50質(zhì)量％的古羅糖醛酸單元，更優(yōu)選是50％～80％，最優(yōu)選是55％～75％，余量是甘露糖醛酸單元。對于古羅糖醛酸單元含量非常高的藻酸的制備，讀者可參照WO 98/51710。
藻酸鹽可用于制備奶油、調(diào)味品、果汁、冰淇淋、低脂肪醬和啤酒。它們也可用在制藥、紡織印染、造紙和焊接中。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案提供了包含水、黃原膠和藻酸鹽的組合物，其黃原膠和藻酸鹽的濃度使得所述組合物與更多水混合時產(chǎn)生粘度增加的稀釋組合物。
或者，第二陰離子聚合物可以是羧甲基纖維素鹽。該化合物是很容易得到的，并可將其用在例如油漆、膠和食品等中。羧甲基纖維素鈉鹽是特別優(yōu)選的?？梢允褂脡A打開纖維素鏈，然后纖維素鏈與單氯代乙酸鈉反應(yīng)，以生成羧甲基纖維素鈉鹽。
在替代性的實施方案中，第二陰離子聚合物是聚丙烯酸鹽，優(yōu)選是聚丙烯酸堿金屬鹽，特別是聚丙烯酸鈉鹽。當(dāng)然，該化合物是廣為人知的化合物。
在替代性的實施方案中，第二陰離子聚合物可以是角叉膠。當(dāng)然，角叉膠也是廣為人知的化合物。和藻酸鹽一樣，角叉膠提取自海藻?？梢缘玫讲煌愋偷慕遣婺z，包括κ角叉膠、ι角叉膠、θ角叉膠和λ角叉膠。它們都可以用在本發(fā)明中，但是λ角叉膠是優(yōu)選的。角叉膠不同于文中提到的其他藻酸鹽聚合物，其區(qū)別在于角叉膠的酸基是硫酸基而不是羧酸基。
在進(jìn)一步實施方案中，第二陰離子聚合物可以是果膠，這也是廣為人知的。果膠可以是高甲氧基酯(HEM)果膠、低甲氧基常規(guī)(LMC)果膠或低甲氧基酰胺化(LMA)果膠。它們均可用在本發(fā)明中，但是LMA果膠是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明，不排除所用的第一和第二陰離子聚合物化學(xué)種類相同、但是等級不同這種情況，條件是可以在稀釋時得到粘度增加的結(jié)果。然而，第一和第二陰離子聚合物優(yōu)選是不同化學(xué)類型的。
在本發(fā)明的組合物中，不排除第三陰離子聚合物的使用，但是它不是優(yōu)選的。優(yōu)選的是，實質(zhì)上存在的聚合物僅為第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物。特別是優(yōu)選不存在半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖。
應(yīng)了解，水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物根據(jù)它們的相對比例可表現(xiàn)出一系列的性能。然而，在第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的特定濃度下，可以獲得有用和有價值的粘度變化和/或粘彈性。這些特定的濃度可取決于第一陰離子聚合物和/或第二陰離子聚合物的濃度，以及取決于在所述組合物中是否還存在影響這些性能的其他化合物。
然而，粗略地說，所述組合物優(yōu)選含有至少0.2重量％的第一陰離子聚合物，更優(yōu)選至少0.5重量％，最優(yōu)選至少0.8重量％(均指所述組合物與更多的水混合之前)。
還粗略地說，所述組合物含有至多20重量％的第一陰離子聚合物，優(yōu)選至多12重量％，更優(yōu)選至多5重量％。最優(yōu)選它含有至多3重量％的第一陰離子聚合物，并且特別優(yōu)選為至多2重量％第一陰離子聚合物(均指所述組合物與更多的水混合之前)。
還粗略地說，所述組合物優(yōu)選含有至少0.2重量％的第二陰離子聚合物，更優(yōu)選為至少0.5重量％，最優(yōu)選為至少0.8重量％(均指所述組合物與更多的水混合之前)。
還粗略地說，所述組合物適當(dāng)?shù)睾兄炼酁?0重量％的第二陰離子聚合物，優(yōu)選為至多15重量％，更優(yōu)選為至多12重量％，還更優(yōu)選為至多5重量％。最優(yōu)選它含有至多3重量％的第二陰離子聚合物，特別優(yōu)選至多2重量％(均指所述組合物與更多的水混合之前)。
優(yōu)選所述組合物含有至少90重量％的水，優(yōu)選為至少95重量％。
文中“水”的含義包括各種水性液體，例如唾液。
在優(yōu)選的組合物中，在所述組合物與更多的水混合之前，粘度不超過500mPa·s，更優(yōu)選不超過250mPa·s。
優(yōu)選本發(fā)明的組合物具有如下特性該組合物與等體積的水混合時粘度至少增加50mPa·s，更優(yōu)選至少增加100mPa·s。
優(yōu)選本發(fā)明的組合物具有如下特性該組合物與等體積的水混合后，稀釋組合物的粘度至少為150mPa·s，更優(yōu)選為至少1Pa·s(但在任何情況下，其粘度總是優(yōu)選高于原始組合物的粘度)。
優(yōu)選所述組合物是可通過將1體積的所述組合物與0.1～5體積份的水混合時得到粘度增加的稀釋組合物的組合物。
為了本說明書的目的，本發(fā)明定義的實施方案和權(quán)利要求中所述的粘度值由Bohlin C-VOR流變儀測量，測量溫度為25℃，剪切速率為1s-1，啟動后的延遲時間為30秒，積分時間為60秒。
本發(fā)明的組合物天然具有一定的粘度。根據(jù)本發(fā)明，通過加入水可以增加粘度。而且，所述組合物是如下的組合物通過增加第二陰離子聚合物的濃度可以減小粘度。據(jù)發(fā)現(xiàn)，在低剪切速率下后一種粘度減小特別明顯。
盡管我們不希望受任何理論的約束，但是據(jù)信具有特定濃度的第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物可能發(fā)生了相分離，這就可以解釋這種粘度變化。具體來說，據(jù)信至少對于特定的組合物，其微結(jié)構(gòu)可以是均相的(指在光學(xué)顯微鏡下只呈現(xiàn)一個相)或者多相的，這取決于第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的相對濃度以及所存在的水的量。以一種形式供應(yīng)并且在使用時伴隨粘度變化而發(fā)生相變的組合物是特別有用的；尤其是多相的并且在使用環(huán)境中與水接觸時變成均相且粘性變強(qiáng)的組合物。
一個實例是水-黃原膠-藻酸鹽組合物。黃原膠和藻酸鹽為特定量時，該組合物是均相的；但是當(dāng)黃原膠的量不變而藻酸鹽量更高時，它是多相的，在富含藻酸鹽的液體中具有富含黃原膠的區(qū)域。此時是粘度變低。所述的富含黃原膠的區(qū)域呈纖維狀或股狀。加水會導(dǎo)致均相的恢復(fù)，以及粘度的增加。
其他可在均相和非均相狀態(tài)間轉(zhuǎn)變的組合物的實例是水-黃原膠-羧甲基纖維素鈉鹽；水-黃原膠-聚丙烯酸鈉；水-黃原膠-低甲氧基酰胺化果膠和水-黃原膠-角叉膠。
這種加入水時獲得粘度增加的特性是極具工業(yè)價值的。
在優(yōu)選實施方案中，以相分離形式提供第一方面的組合物。所述組合物粘度相對較低，可以作為可流動的液體輸送到所需的位置。然而，在所需的位置，使所述組合物與水混合，粘度增加。
該組合物可包含附加的鹽(即，除第二陰離子聚合物之外的鹽)。所述的附加鹽優(yōu)選是水溶性的。優(yōu)選含有所述附加鹽的組合物具有如下特性在存在預(yù)定濃度的第二陰離子聚合物的情況下，所述組合物與更多的水混合時粘度出現(xiàn)預(yù)定的增加；然而，在第二陰離子聚合物濃度較低的情況下，在不含所述附加鹽的組合物中，將該組合物與更多的水混合時，該組合物中的粘度有相同程度的增加。
附加鹽可提供定制該產(chǎn)品的有用途徑。如果一名配方設(shè)計師需要擁有含有較高濃度的第二陰離子聚合物但是粘度仍然很低的組合物，附加鹽就是可能有用的工具。
適于作為附加鹽的是諸如氯化鈉或氯化鉀的堿金屬鹵化物，或者諸如磷酸鈉或磷酸鉀的堿金屬磷酸鹽，或者諸如碳酸氫鈉或碳酸氫鉀的堿金屬重碳酸鹽。
本發(fā)明的組合物可含有保濕劑，優(yōu)選為0.5～5重量％。優(yōu)選的保濕劑是甘油。在以下的組合物中保濕劑特別有用，該組合物中，第一和/或第二陰離子聚合物具有相對較低的分子量，例如重均分子量(Mw)低于25,000。
第一陰離子聚合物的Mw適當(dāng)?shù)刂辽贋?0,000，優(yōu)選至少為50,000，更優(yōu)選至少為100,000，最優(yōu)選至少為150,000。
第一陰離子聚合物的Mw至多為1,000,000，例如至多500,000或至多250,000。第一陰離子聚合物的Mw優(yōu)選至多為8,000,000，更優(yōu)選至多為5,000,000。
第二陰離子聚合物的Mw適當(dāng)?shù)刂辽贋?,000，優(yōu)選至少為5,000，更優(yōu)選至少為10,000，最優(yōu)選至少為20,000。
第二陰離子聚合物的Mw適當(dāng)?shù)刂炼酁?00,000，優(yōu)選地至多為450,000，更優(yōu)選至多為250,000，最優(yōu)選至多為100,000。
第一陰離子聚合物的Mw優(yōu)選大于第二陰離子聚合物的Mw，更優(yōu)選至少是后者的兩倍。
本發(fā)明的第二方面提供了作為包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的一系列組合物之一的組合物，所述的一系列組合物在水、所述第一陰離子聚合物和所述第二陰離子聚合物的三元相圖中限定了一個區(qū)域，在該區(qū)域中通過增加選定量的含水量即可增加所述組合物的粘度。
所述第二方面的組合物可以是這樣的組合物增加選定量的第二陰離子聚合物的含量即可降低該組合物的粘度。
本發(fā)明的第三方面提供了含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物主要表現(xiàn)出彈性行為，b)超出該閾值后，所述組合物主要表現(xiàn)出粘性行為，以及c)超出該閾值后，通過將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物主要表現(xiàn)出彈性行為。
“主要”是指在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，一種行為相對于另一行為占優(yōu)勢?！皬椥浴敝甘┘油饬r所述組合物發(fā)生變形，而撤去該外力后又恢復(fù)其原狀?！罢承浴敝甘┘油饬r所述組合物發(fā)生流動，并且這使得撤去該外力后不能恢復(fù)其原狀。分別用彈性模量(儲能模量)G′和粘性模量(損耗模量)G″量化定義彈性和粘性?！爸饕憩F(xiàn)出彈性”指彈性模量大于粘性模量，反之亦然。
本發(fā)明的第四方面提供了含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物實際是均相組合物，b)超出該閾值后，所述組合物是多相組合物，以及c)超出該閾值后，通過將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物基本呈均相。
本發(fā)明的第五方面提供了含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物具有至少1Pa·s的粘度，b)超出該閾值后，所述組合物的粘度至少比a)中所述組合物的粘度低50mPa·s，以及c)超出該閾值后，通過將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物的粘度至少比b)中的所述組合物的粘度高50mPa·s。
在本發(fā)明的任意組合物中，如上述各方面所定義，優(yōu)選該組合物包含0.5重量％～3重量％的第一陰離子聚合物和0.5重量％～3重量％的第二陰離子聚合物。特別優(yōu)選的組合物包含0.8重量％～2重量％的第二陰離子聚合物和0.8重量％～2重量％的第一陰離子聚合物。
本發(fā)明的第六方面提供了上述各方面定義的組合物的增稠方法。該方法包括在所需的使用位置或者在即將輸送到所需的使用場所之前，將所述組合物中的任一種與水混合，以得到稀釋但又增稠的組合物。
優(yōu)選在所述與水混合直至達(dá)到有利的增稠度之間的時間間隔至多為200秒，優(yōu)選至多60秒，最優(yōu)選至多30秒。達(dá)到有利的增稠度所需的時間優(yōu)選是可控的，例如，通過改變附加組分的存在量來進(jìn)行控制。該組分本身可以是諸如增稠劑的化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)能夠控制與水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物各組分的吸收性來源的接觸。
本發(fā)明的第七方面提供了增稠的組合物，該增稠組合物通過對本發(fā)明所限定的組合物進(jìn)行水性稀釋來制備。
可以通過將所述的成分一起混合直到得到可流動的混合物(優(yōu)選具有已離析的微結(jié)構(gòu))，從而制得本發(fā)明的組合物。
本發(fā)明的非治療性應(yīng)用是利用組合物最初具有低粘度、并且在用水稀釋時變成具有更高粘度的液體的應(yīng)用，優(yōu)選具有能夠粘附到目標(biāo)表面的特性。本發(fā)明的組合物可用于家用清潔組合物。例如，所述組合物可用在定期以未稀釋的、非粘性的形式將本發(fā)明的第一方面的組合物釋放到抽水馬桶中的裝置中。該組合物可以沖刷抽水馬桶。當(dāng)這樣處理時，在水線之上，在與水接觸的地方，它會變稠并且粘附在該衛(wèi)生潔具上。當(dāng)不這樣處理時，它會在水線之下變稠并且粘附在該衛(wèi)生潔具上。所述陰離子聚合物之一，優(yōu)選是第二陰離子聚合物，具有很強(qiáng)的螯合劑作用，從而可以防止或清除水垢。作為選擇，所述組合物還可以噴射在抽水馬桶的邊緣下，在該處與存在于此處的水混合，并且粘著在邊緣下，直到下一次沖水時被沖洗。
在另一非治療性實施方案中，本發(fā)明的組合物可以作為用于洗衣機(jī)的包封組合物的一部分。所述的包封材料是水溶性的，在洗衣循環(huán)的所需時間，釋放內(nèi)含物到洗衣機(jī)中。然后，釋放出所述組合物，并且可以粘附在洗衣機(jī)的硬表面上。如果所存在的聚合物成分如優(yōu)選的那樣具有螯合劑作用，所述組合物可由此具有清除洗衣機(jī)表面水垢或防止其出現(xiàn)的功能。
在另一非治療性應(yīng)用中，本發(fā)明的組合物可用作織物用污漬清潔劑的一部分。例如，當(dāng)衣物或地毯上出現(xiàn)水性灑落物時，它是特別有用的；或者將干的污漬用水濕潤后，再與本發(fā)明的組合物接觸。在所有情況下，所述組合物粘附到污漬區(qū)域，使得諸如表面活性劑和/或漂白劑或酶等活性清潔組分可以在該污漬上發(fā)揮作用。
其他非治療性實施方案可以是作為諸如洗發(fā)水、洗手液和洗浴凝膠等個人衛(wèi)生用品的成分；諸如皮膚保濕或軟化組合物等化妝品成分；頭發(fā)處理品或脫發(fā)產(chǎn)品的成分；面膜或食品飲料產(chǎn)品的成分。通過將水和本發(fā)明的組合物裝入諸如瓶子或浴盆等容器中進(jìn)行混合，可以實現(xiàn)增稠。
在另一非治療性發(fā)明中，本發(fā)明的組合物可用作浴室噴射清潔劑，以低粘度液體形式噴射在浴室表面(如瓷磚表面、或浴室屏或門)，與浴室表面上存在的水混合而增稠。
組合物的其他應(yīng)用可包括用在諸如管道清洗的工業(yè)清洗中、陶瓷釉中、漿狀炸藥中、墨水和油漆中以及膠粘劑中。
其他非治療性應(yīng)用是用在油田領(lǐng)域中，包括作為鉆孔沖洗液添加劑，以及用在提高原油采收率(EOR)中和用作油井大修和完井液。
本發(fā)明的組合物可以是牙科用組合物，如假牙固定劑。
本發(fā)明的組合物可用于治療動物，或者優(yōu)選用于治療人。
本發(fā)明的組合物可用作口服藥物劑型的基底組合物，例如在胃腸道中經(jīng)過時粘性變小而在諸如胃中的所需部位崩解的組合物。例如，該口服藥劑可以是錠劑或片劑。該口服藥劑可包含活性藥物化合物，例如包裹在所述口服藥劑中或分布在所述口服藥劑中。該組合物在目標(biāo)部位的崩解可迅速進(jìn)行。或者，設(shè)計所述組合物使其緩慢崩解，以便長期釋放活性化合物。
當(dāng)本發(fā)明的組合物與唾液中的水混合時，它會粘附在胃腸道表面上，優(yōu)選粘附在食管上，最優(yōu)選粘附在下食管上。然而，它可以被設(shè)計成粘附在不同表面上，例如口腔或咽喉的表面上，以治療例如口腔潰瘍或咽喉炎。
粘度增加的經(jīng)稀釋組合物可以具有粘附性，特別是對身體表面的粘附性。所述組合物的粘附敷料可以避免或減輕炎癥或其它對身體表面的損害。通過在受損的表面上提供屏障，它可以使身體表面愈合，保護(hù)其以避免進(jìn)一步發(fā)炎或受損。
作為選擇或者除此之外，經(jīng)粘附后的敷料還可用于例如促進(jìn)活性藥劑透過身體表面的吸收。該活性藥劑可以與所述組合物配制在一起，或者分開施用。在使用中它可以作為敷料的一部分進(jìn)行涂抹或者單獨進(jìn)行涂抹但透過該敷層進(jìn)行吸收。
身體表面可以是表皮表面。表皮表面可以是任何外表層皮膚。受損的皮膚可以是發(fā)生以下情況的皮膚水泡、燒傷、炎癥、膿皰、太陽灼傷、咬傷或蟄傷。
身體表面可以是粘膜表面。粘膜表面可以是任何體內(nèi)表面。例子包括口腔(包括舌頭)、鼻子、眼睛、喉嚨、食管、胃、陰道或直腸。
身體表面可以是擦傷或割傷表面，例如肌肉暴露表面，傷口暴露表面或其他損傷暴露表面。
所述組合物可包含活性藥劑，特別是當(dāng)所述的活性劑對諸如胃逆流引起的食道炎等發(fā)炎的或受損的身體表面具有療效時，或者當(dāng)需要使所述活性劑借助所述的粘附性組合物透過皮膚被吸收進(jìn)血流時。
合適的活性劑包括止痛劑、消炎劑和退熱劑(如對乙酰氨基酚、布洛芬、甲氧萘丙酸、氟比洛芬、環(huán)氟拉嗪、酮洛芬、水楊酸膽堿、芐達(dá)明、丁丙諾啡、氫化可的松、倍他米松)；減充血藥(如假麻黃堿、苯福林、羥甲唑啉、丁芐唑啉)；礦物鹽(如葡萄糖酸鋅、乙酸鋅)；止咳藥(如美沙芬、可待因、福爾可定)；祛痰藥(如愈創(chuàng)木酚甘油醚、N-乙酰半胱氨酸、溴己新)；防腐劑(如三氯生、氯二甲酚、十六烷基氯化吡啶鹽、苯扎氯銨、戊間甲酚、hexylresourcinol、二氯芐醇、苯甲醇、癸烷撐4-氨基喹哪啶氯化物、磺胺嘧啶銀)；心血管藥(如硝酸甘油)；局部麻醉藥(如利多卡因、苯佐卡因)；細(xì)胞保護(hù)劑(如生胃酮、硫糖鋁、堿式水楊酸鉍)；抗?jié)儎?如碳酸鈣、碳酸氫鈉、三硅酸鎂、氫氧化鎂鋁、西咪替丁、雷尼替丁、尼扎替丁、法莫替丁、奧米帕唑、番脫帕唑)；抗組胺劑(如氯雷他定、苯海拉明、氯苯那敏、曲普立啶、阿伐司汀)；抗腫瘤藥(如丙氯拉嗪、舒馬曲坦)；腸調(diào)解劑(如地芬諾酯、洛哌丁胺、番瀉葉苷)；抗真菌藥(如克霉唑)；抗生素(如夫沙芬近、短桿菌素)和抗牛皮癬藥(如蒽三酚、鈣泊三醇)?？梢园环N或多種活性藥劑。
用于人的本發(fā)明的組合物可以僅用于附著在身體表面，以治療其病癥。然而，在附著于食管表面時，它還可以具有治療腸胃應(yīng)激反應(yīng)(stress)的功效，如治療食管逆流、胃炎、消化不良或消化性潰瘍生成。因此，在本發(fā)明的該方面中，所述組合物還可包含碳酸氫鹽和選擇性的交聯(lián)劑，使得到達(dá)胃部的所述組合物將形成抑制逆流的“筏”。該用途的特別優(yōu)選實施方案可包含將本發(fā)明的組合物與碳酸鈣和碳酸氫鈉一起配制成可飲用的形式。
本發(fā)明的第八方面提供了使用如上定義的本發(fā)明的組合物使其粘附在患者的身體表面來治療該患者的方法。該方法可以用于例如預(yù)防或減輕該身體表面的病癥。作為選擇或除此之外，該方法可用于經(jīng)皮向患者提供活性藥劑。
本發(fā)明的第九方面提供了水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物在文中定義的組合物的制備中的用途，該組合物用于對需要預(yù)防性或康復(fù)性治療的身體表面進(jìn)行治療，或者用于經(jīng)皮遞送活性藥劑。
參照下述試驗工作以說明的方式進(jìn)一步描述本發(fā)明。
試驗工作材料用于制備文中所述的生物聚合物混合物的原料包括如下原料
所述藻酸鹽各自具有不同的分子量和不同的甘露糖醛酸單元和古羅糖醛酸單元的相對比例。這些藻酸鹽的具體參數(shù)如下。
藻酸鹽 Mw％G ％MLFR5/60 35,000 64％ 36％LF10L75,000 45％ 55％LF120L 221,00044％ 56％SF120195,00069％ 31％SF200441,40069％ 31％H120L404,00046％ 54％該表中如以下及其他各處所述的Mw(重均分子量)值均由供應(yīng)商提供，但是可以在很容易得到的分析設(shè)備上用標(biāo)準(zhǔn)SEC-MALLS技術(shù)驗證。
除非另有說明，均使用ProtanalLFR 5/60。
多糖混合物的制備在整個試驗中，通過組合單種生物聚合物的濃縮原液來制備各制劑。黃原膠的原液含2重量％的黃原膠(基于干黃原膠)。藻酸鹽原液含10重量％的藻酸鹽(基于干藻酸鹽)。
通過組合適量的各種原液并且按需要加入水來制備各制劑。當(dāng)使用高粘度的藻酸鹽時，按照制造商推薦的程序，使用Eurostar Power ControlViscometer制備各制劑。在使用前一天預(yù)先制備所有制劑，并且在36小時內(nèi)使用。如不使用，所有制劑應(yīng)在2℃～8℃之間儲存。
Mütek PCD03粒子電荷檢測器-聚電解質(zhì)滴定許多聚合物帶有由反荷離子平衡的電荷。因剪切造成的這些反荷離子被局部去除，可以產(chǎn)生被稱為流動電勢(streaming potential)的電荷電位。Mütek粒子電荷檢測器操作時正是利用了該現(xiàn)象。Mütek裝置如

圖1所示。
將水性樣品放置在塑料測量池即樣品池內(nèi)。溶膠狀粒子通過范德華力吸收到測量池的壁上，同時反荷離子仍保持相對游離狀態(tài)。使所裝配的活塞在測量池內(nèi)往復(fù)運動，剪切反荷離子并產(chǎn)生流動電勢。
將帶相反電荷的聚電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物以確定的等分量加入樣品。所述的聚電解質(zhì)與樣品中的聚合物按1∶1的電荷比結(jié)合，直到達(dá)到零電點?？梢允褂昧汶婞c來確定未知溶液中的電荷總量。
流變學(xué)評估除非另有說明，在25℃使用錐-板(4°/40mm)幾何體，由BohlinC-VOR流變儀進(jìn)行所有測量。Bohlin C-VOR是應(yīng)力和應(yīng)變雙重受控的流變儀。
粘度測定法使用不同的剪切速率獲得流動曲線，這些剪切速率表現(xiàn)出從沉降到混合和搖動各種情況。熱平衡時間設(shè)定為60秒。在進(jìn)行測試的積分期之前對于每一剪切速率的讀取均存在30秒的延遲期。
對于結(jié)果如圖2所示的試驗，使用了16個剪切速率，這些剪切速率在對數(shù)坐標(biāo)上從0.01至1000S-1(秒-1)按對數(shù)間距隔開，并且積分期為30秒。對于使用該技術(shù)的其他試驗，使用了12個剪切速率，這些剪切速率在對數(shù)坐標(biāo)上從0.01至1000S-1(秒-1)按對數(shù)間距隔開，并且積分期為60秒。
動態(tài)振蕩
a)振幅掃描為了建立線性粘彈區(qū)，使用0.01～5Pa的剪切應(yīng)力，進(jìn)行振幅(應(yīng)變)掃描。頻率固定為1Hz。
b)頻率掃描使用動態(tài)振蕩粘度測定法研究混合物，以便了解所述生物聚合物混合物的結(jié)構(gòu)性能。使用由振幅掃描得到的LVR中求出的應(yīng)變值，以0.1至3Hz的頻率對樣品進(jìn)行頻率振蕩。所有的頻率掃描都重復(fù)三次。
顯微鏡檢查a)偏光明視野顯微鏡在裝有雙重起偏振器的萊卡戴普蘭(Leica Diaplan)顯微鏡下觀察樣品。所述起偏振器彼此成90°角定向(交叉)，分居樣品上下。
以蓋玻片覆蓋該樣品以減少溶劑蒸發(fā)。
相圖的建立a)聚電解質(zhì)滴定在Mütek裝置上進(jìn)行聚電解質(zhì)滴定。分別對黃原膠和藻酸鹽作校正曲線。制備水性原液(0.1％)。將其稀釋為0.006％至0.025％的校正溶液。測量水的基準(zhǔn)值。使用自動Titrino滴定裝置，以0.1ml的加入量用聚二甲基己二烯氯化銨(Poly DADMAC)滴定這些溶液。Mütek軟件自動計算終點。所有的Mütek滴定均進(jìn)行三次。使用校正曲線，可以確定黃原膠和藻酸鹽的相對電荷。
使用1重量％的黃原膠和2、2.5、3、3.5、4、5、6、8和10重量％的藻酸鹽制備制劑。從每種制劑中取出等分樣品(3×12g)，做離心分離(MSE Multex，4000rpm，1小時)，采集所得的上清液并稱重。使用OhausMB-45濕度分析儀，分析從每一上清液中取出的樣品的水分含量。由每一制劑的上清液制備用于分析的樣品，使得生物聚合物混合物的干重含量大約為0.01％。使用Mütek裝置對這些樣品進(jìn)行分析。然后通過所得的電荷數(shù)據(jù)，確定每一組分的相對組成。
試驗結(jié)果-組1流變學(xué)評估粘度測定對于該原料，在這些試驗中所用的黃原膠和藻酸鈉表現(xiàn)出了預(yù)期的粘度曲線。圖2所示為在改變剪切速率的情況下1％黃原膠的水溶液和5％藻酸鈉的水溶液的粘度曲線，以及含有混合的1％的黃原膠和5％的藻酸鈉的組合物的粘度曲線。黃原膠單一物質(zhì)表現(xiàn)出典型的粘度隨剪切速率升高而降低的特性；而所選的該等級藻酸鈉形成近似牛頓流體的溶液，隨剪切速率的增加其粘度沒有明顯改變。在低剪切速率下，所述混合物表現(xiàn)出與黃原膠類似的性質(zhì)；在高剪切速率下，與藻酸鈉類似的性質(zhì)表現(xiàn)得更為明確。
黃原膠和藻酸鈉水性混合物按上述方法制備溶液。固定黃原膠的濃度(1重量％)并且在0～5重量％的范圍內(nèi)以0.5重量％的增量改變藻酸鈉的濃度，以此制備制劑。圖3所示為增加剪切速率對各制劑粘度的影響，以及增加藻酸鹽對制劑的影響。可以看出，藻酸鹽濃度較低時，該溶液表現(xiàn)出黃原膠的假塑性。當(dāng)所添加的藻酸鹽達(dá)到臨界濃度，大約1重量％時，可以看出其行為發(fā)生明顯變化，在低剪切速率下粘度大大降低。因此，剪切變薄是不可能的，使得所述制劑表現(xiàn)出更偏向藻酸鹽的行為。
黃原膠和藻酸鈉的磷酸緩沖混合物為了穩(wěn)定的目的，一般用在液體藥物中的制劑通常具有緩沖體系，因此也研究了磷酸緩沖體系。使用上述的方法，建立類似的水性制劑體系，其中添加有磷酸二氫鉀(0.1重量％)和磷酸氫二鉀(0.4重量％)。
圖4所示為剪切速率和所添加的藻酸鹽的濃度對緩沖溶液粘度的影響?？梢钥闯?，如該純水性體系所示，在低剪切速率下隨著藻酸鹽濃度的增加，粘度會降低。然而，此時，相對1重量％的純水性體系，似乎藻酸鹽濃度在達(dá)到2重量％后，粘度才會明顯降低。對比圖3和圖4，黃原膠單一物質(zhì)的初始粘度大約高30Pa·s。
動態(tài)振蕩為了進(jìn)一步研究粘度特性，研究了各制劑的動態(tài)特性，以便從彈性的角度研究各制劑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行粘度研究時，在有和沒有磷酸緩沖劑的兩種情況下對制劑進(jìn)行了研究。
黃原膠和藻酸鈉的水性混合物如上所述，動態(tài)振蕩流變學(xué)表明了彈性和粘性。圖5所示為振蕩頻率增加對彈性模量(G′)的影響以及增加藻酸鹽濃度的影響。
黃原膠具有適度高的彈性模量，其彈性模量隨頻率增加，表明其具有彈性結(jié)構(gòu)。隨著所添加的藻酸鹽的量增加，該彈性消失，特別是在加入1％的藻酸鹽后，失去彈性，彈性模量趨近于零。
為了更細(xì)致地研究動態(tài)性能，同時對彈性模量和粘性模量進(jìn)行了研究。圖6所示分別為含1％黃原膠的制劑和含1％黃原膠和5％藻酸鹽的制劑的兩個模量?？梢钥闯?，對于1％黃原膠，G′占主導(dǎo)地位，證實了處理該材料時所觀察到的彈性。由黃原膠加藻酸鹽制得的制劑在高頻率下表現(xiàn)出低得多的模量，具有類似液體的特性。
黃原膠和藻酸鹽的磷酸緩沖混合物圖7所示為加入磷酸緩沖劑(類型和濃度如上所述)對彈性模量的影響。如同水性制劑一樣，僅含黃原膠的制劑具有高彈性，隨著藻酸鹽濃度增加，彈性逐漸減少。然而，在該體系中，所加入的藻酸鹽的濃度較高時，一般為超過2％時，才出現(xiàn)彈性的喪失。對比圖7和圖5，磷酸緩沖體系中的黃原膠比純水性環(huán)境中的黃原膠表現(xiàn)出更大的彈性。
目視觀察偏光明視野顯微觀察使用萊卡戴普蘭顯微鏡采集偏光明視野顯微圖像?？梢詤⒖紙D8a至圖8c。圖像a是1重量％的黃原膠的圖像，b是5％的藻酸鹽的圖像，圖c是1％的黃原膠加5％的藻酸鹽的混合物的圖像。所述圖像位于兩片交叉的偏光濾鏡之間。
在單種生物聚合物溶液中沒有可見區(qū)，而在黃原膠與藻酸鹽的混合物中有明顯的可見區(qū)。
離心對分別從1％的黃原膠、5％的藻酸鹽以及1％的黃原膠加5％的藻酸鹽混合物得到的樣品進(jìn)行離心(4000rpm，1小時，MSE Centaur II)。在混合體系中，可清晰地觀察到分離。
相圖聚電解質(zhì)滴定使用Mütek裝置確定離析相的組成。作出兩條校正曲線，該曲線為參照Poly DADMAC滴定標(biāo)準(zhǔn)物，針對水中的每種組分生物聚合物作出的(如圖9所示)。由這些曲線可以得到每一生物聚合物所帶的相對電荷，以推出方程{1}和{2}。
滴定劑體積(ml)＝1463×樣品中黃原膠的質(zhì)量(g)V＝1463X {1}滴定劑體積(ml)＝5095×樣品中藻酸鹽的質(zhì)量(g)V＝5095A {2}通過對從各制劑得到的上清液進(jìn)行含水量分析，可以得到上清液中生物聚合物的總干重，從而導(dǎo)出方程{3}。
樣品中的總質(zhì)量(克)＝黃原膠的質(zhì)量(克)+藻酸鹽的質(zhì)量(克)W＝A+X{3}由于各制劑僅由一定比例的生物聚合物水溶液配制，因此通過將方程{1}和{2}相加可得方程{4}，由此可確定電荷的相對量，從而確定所需的滴定劑的體積。
V＝5095A+1463X{4}
已知在稀釋的上清液中生物聚合物的總質(zhì)量以及中和該稀釋的上清液的流動電勢所需的滴定劑體積，可將方程{3}代入方程{4}。這樣可以確定上清液的組成，并且因此從總組成中減去該上清液的組成，可得到沉淀物的組成。
圖10所示為使用Mütek裝置得到的表示組成的相圖。該圖的形狀表示離析的相分離。曲線表示相界。曲線的左邊，混合物是單相的，曲線內(nèi)混合物是兩相的。
結(jié)論-組1第1組試驗表明在藻酸鹽臨界濃度之上，會發(fā)生相分離。發(fā)生相分離的點可以通過磷酸鉀的存在來進(jìn)行調(diào)節(jié)。流變學(xué)評估顯示該相分離影響了這些制劑的本體溶液特性，使得類似黃原膠結(jié)構(gòu)的彈性凝膠可能降低為非彈性的液體體系。
偏光顯微鏡研究顯示該相分離是可見的，并且可以觀察到典型的雙折射區(qū)，這表明在連續(xù)相中存在各向異性區(qū)。
該相圖顯示，所述相分離現(xiàn)象與藻酸鹽濃度較為相關(guān)，相對而言，與黃原膠濃度無關(guān)。聚電解質(zhì)滴定已揭示了藻酸鹽和黃原膠在水中的相圖，其表現(xiàn)出典型的離析行為。
各制劑進(jìn)一步的熱穩(wěn)定性研究表明，所述相分離對于溫度的升高是穩(wěn)定的，這一點在生產(chǎn)過程中也可以看出。
試驗結(jié)果-組2快速粘度分析儀(RVA)使用得自Newport Scientific的快速粘度分析旋轉(zhuǎn)粘度計，在25℃以200rpm的固定轉(zhuǎn)速測量粘度隨時間的變化。旋轉(zhuǎn)600秒后進(jìn)行測試。具體來說，它用于比較母體制劑(發(fā)生相分離)和經(jīng)稀釋的制劑(無相分離)的粘度。
圖11、圖12和圖13表示一組組合物的粘度-時間結(jié)果，粘度-剪切速率結(jié)果和模量-頻率結(jié)果。
圖14至16表示另一組組合物的粘度-時間結(jié)果，粘度-剪切速率結(jié)果和模量-頻率結(jié)果，該組組合物中黃原膠的含量是結(jié)果如圖11-13所示的一組組合物中黃原膠的含量的兩倍。
結(jié)論-組2第2組的結(jié)果表明發(fā)生相分離且具有液體性質(zhì)的組合物在用水稀釋時依然能得到高粘度和粘彈性。
試驗結(jié)果-組3繪制圖17和18，其顯示了不含0.5％氯化鈉和含有0.5％氯化鈉的組合物的彈性模量與藻酸鹽量的關(guān)系(1％黃原膠；1.02Hz)。
繪制圖19至22，其顯示了水性組合物的彈性模量與頻率的關(guān)系，所述水性組合物含有1％的黃原膠，(0至5％藻酸鹽；藻酸鹽的增量步階為0.5％)和不同量的氯化鈉和氯化鉀(如圖所示)。
這些結(jié)果表明，所述的鹽比例的增加提高了引起相分離所需的藻酸鹽的量(在這些試驗中發(fā)現(xiàn)藻酸鹽大致從1～1.5％增加到2.5～3％)。
試驗結(jié)果-組4在該組中，以模擬胃液代替水，重復(fù)上述的某些工作。
制備新鮮的模擬胃液USP(不含酶)。
使用RVA裝置和上述的方法，將不同黃原膠-藻酸鹽溶液的粘度作為時間的函數(shù)進(jìn)行測量。結(jié)果如圖23至25所示?？梢钥闯觯摻Y(jié)果表明，如同以水作為稀釋劑時一樣，用模擬胃液(不含酶)稀釋藻酸鹽-黃原膠制劑可增加粘度。
試驗結(jié)果-組5在該組中，用之前使用的上述方法在1.02Hz的頻率下測量黃原膠-藻酸鹽-水混合物的彈性模量(G′)，該組合物包含1％的黃原膠和不同量的藻酸鹽，藻酸鹽的濃度在0至5％的范圍內(nèi)。與結(jié)果如圖16所示的試驗不同的是使用了不同等級的藻酸鹽，即PROTANAL LF10L。
如圖26所看到的，對比圖17，再次有證據(jù)表明，在稍低的藻酸鹽濃度下及較小的藻酸鹽濃度范圍之內(nèi)，存在多相-均相轉(zhuǎn)變。
試驗結(jié)果-組6在該組中，使用較寬范圍的藻酸鹽進(jìn)行上述工作，將彈性模量(1％黃原膠，1.02Hz)與所加入的藻酸鹽的百分比的關(guān)系描繪成圖。
經(jīng)試驗的藻酸鹽是Protanal LFR5/60 BNS13081Protanal LF10L BN840017Protanal LF120LBN907788Protanal SF120 BN907114Protanal SF200 BN910152Protanal H120L BN240304所有藻酸鹽均由挪威德拉曼FMC生物聚合物公司提供。
試驗結(jié)果如圖27所示。在各種情況中，隨著藻酸鹽濃度增加，均觀察到彈性模量的急劇降低。
在使用較高分子量藻酸鹽時，在較低藻酸鹽濃度下發(fā)生所述的急劇降低；在使用較低分子量藻酸鹽時，在較高藻酸鹽濃度下發(fā)生所述急劇降低。對于每種藻酸鹽，在沿著所示圖的某些點處，通過顯微鏡和離心分離可觀察到相分離。
主要結(jié)論是增加藻酸鹽分子量降低了引起與黃原膠的分離所需的濃度；但這在使用甘露糖醛酸占主導(dǎo)地位和古羅糖醛酸占主導(dǎo)地位的藻酸鹽之間沒有明顯差別。
試驗結(jié)果-組7在該組中，進(jìn)行上述的試驗工作，不同之處在于以另一陰離子多糖代替藻酸鹽，所述陰離子多糖為羧甲基纖維素鈉(低粘度級，BN32K0007)，由英國多塞特市Sigma Aldrich化學(xué)公司提供。
使用前述技術(shù)制備測試溶液，由此制備濃縮原液，并且在適當(dāng)時與適當(dāng)添加量的水組合。通過在500rpm下分散20分鐘來制備濃縮的羧甲基纖維素鈉(NaCMC)。
以1％的濃度使用黃原膠，采用1.02Hz的頻率再次進(jìn)行流變學(xué)研究。
試驗結(jié)果如圖28所示。
在加入的NaCMC濃度為0.4％時首次發(fā)現(xiàn)微觀分離，并且在加入的NaCMC濃度為1.25％時首次發(fā)現(xiàn)宏觀(離心)分離。
進(jìn)行類似試驗，不同的是用于評估使用水和SGF(模擬胃液，如前所述)進(jìn)行稀釋的效果，而且使用不同的聚合物即羧甲基纖維素鈉。
結(jié)果如圖29和30所示。
我們的主要結(jié)論如下與之前使用藻酸鹽時所發(fā)現(xiàn)的結(jié)果一樣，加入足量的羧甲基纖維素鈉會引起相分離。
相分離后，與羧甲基纖維素鈉溶液的行為類似，所述混合物主要表現(xiàn)出粘性行為；與之前使用藻酸鹽時所示結(jié)果一樣，用水稀釋時引起粘度增加；與之前使用藻酸鹽時所示結(jié)果一樣，用SGF稀釋時引起粘度增加；用SGF稀釋所述混合物時的粘度增加大于用水稀釋時的粘度增加；并且羧甲基纖維素鈉引起的粘度增加百分比通常小于Protanal LFR 5/60引起的粘度增加百分比。
總的來說，該數(shù)據(jù)表明，在水性體系中與黃原膠混合時，羧甲基纖維素鈉的行為與藻酸鹽相似。
試驗結(jié)果-組8進(jìn)行類似試驗，以確定一些常用藥物賦形劑(非離子類)對黃原膠-藻酸鹽體系是否有影響。賦形劑為D-山梨糖醇(Sigma Ultra級BN051K0005)；蔗糖(Sigma Ultra級BN22K0065)和甘油(Sigma Ultra級BN121K0021)。全部由英國多塞特市Sigma Aldrich化學(xué)公司提供。
按前述方法制備溶液。將賦形劑加入黃原膠原液中。
流變學(xué)測試結(jié)果如圖31所示。
我們的主要結(jié)論是加入濃度為5％的山梨糖醇、蔗糖或甘油對黃原膠-藻酸鹽混合體系的行為沒有明顯影響。
試驗結(jié)果-組9進(jìn)行類似試驗，以觀察加入二價鹽是否具有與加入一價鹽對黃原膠-藻酸鹽混合體系類似的作用(見試驗結(jié)果-組3)。
由于很多證據(jù)表明鈣會使藻酸鹽體系凝膠化而鎂鹽不會，因此避免使用鈣鹽。所選的鹽是六水合氯化鎂(Sigma Ultra級BN072K0063，由Sigma化學(xué)公司提供)。以與之前添加氯化鈉相同的方法將該六水合氯化鎂加入到黃原膠原液中。
選擇0.771％(按無水鹽計算)的濃度，以便使可得的正電荷數(shù)與1％氯化鈉相等。
如前所述，用顯微鏡目視觀察所述溶液。
結(jié)果如圖32所示。
在藻酸鹽濃度為3.5～4％時，同樣會出現(xiàn)相分離。
在另一試驗中，改變氯化鎂的量，測定流變性能。除改變氯化鎂濃度外，該試驗與上述相同。
如之前所述制備10％的藻酸鹽原液。還制備了4％的氯化鎂(無水)原液。(500rpm，10分鐘)。以適當(dāng)比例混合它們，必要時加水得到所需的混合物。在1000rpm混合5分鐘，在進(jìn)行流變學(xué)測試前放置過夜。在裝載這些樣品時，在流變儀上放置溶液時，應(yīng)小心避免樣品受損。
結(jié)果如圖33所示。
對氯化鎂進(jìn)行的該項研究的主要結(jié)論是在存在氯化鎂的情況下，黃原膠和藻酸鹽按正常方式出現(xiàn)分離；但氯化鎂的存在似乎避免了彈性性能的明顯下降，這種明顯下降通常出現(xiàn)在不含鹽的體系中；高于閾濃度0.5％時，在藻酸鹽中加入氯化鎂似乎會引起濃度依賴性的凝膠化；在高鎂濃度下(＞1.5％)很難重現(xiàn)凝膠性能，從而產(chǎn)生很大的誤差棒(這可能是因為將樣品放置在流變儀上時很難避免對凝膠的損傷)；并且凝膠性能在加入的氯化鎂濃度為1.2％時達(dá)到峰值。
試驗結(jié)果-組10研究了以聚丙烯酸鈉(NaPAA)-聚(丙烯酸，鈉鹽)代替藻酸鹽的影響。所用的等級是聚丙烯酸鈉鹽(Mw30,000，40重量％的溶液)BN03323DO聚丙烯酸鈉鹽(Mw15,000，35重量％的溶液)BN05206CA聚丙烯酸鈉鹽(Mw8,000，45重量％的溶液)BN032224KF全部由美國密爾沃基市Aldrich化學(xué)公司提供。
通過在真空中用五氧化二磷(BN0258497，英國拉夫堡FisherScientific提供)干燥樣品直到達(dá)到恒重，精確測定聚(丙烯酸，鈉鹽)溶液的水分含量，共測定三次。
通過在500rpm下用10分鐘部分稀釋專利產(chǎn)品溶液來制備NaPAA原液。
用常規(guī)方法(1000rpm，5分鐘)合并所述原液。
結(jié)果如圖34所示。
圖35是發(fā)生相分離時材料的顯微照片，顯示了基質(zhì)中的股狀物。
這里得到的主要結(jié)論是聚丙烯酸鈉會采用與藻酸鹽相同的方式引起相分離，產(chǎn)生具有類似外觀的微結(jié)構(gòu)；增加分子量可降低引起分離所需的濃度，與采用藻酸鹽時所示的方式類似。
為了提供與藻酸鹽的比較，進(jìn)一步進(jìn)行試驗，以監(jiān)測黃原膠/聚丙烯酸鈉混合物的稀釋效果。
選擇制劑作為聚丙烯酸的第一個已知濃度，使得混合物彈性模量降低到1％黃原膠的彈性模量的10％(即，G′低于3～3.5Pa時的第一個點)。
結(jié)果如圖36和37所示。
得到的主要結(jié)論是
與采用藻酸鹽時所示的結(jié)果一樣，用水稀釋會增加粘度；通過使用低分子量聚合物，稀釋曲線似乎變得更加靠前；聚丙烯酸鈉可作為此體系中藻酸鹽的替代物；并且其Mw為8,000的樣品使體系僅需少量稀釋即可觸發(fā)粘度增加。這為可緊密控制粘度增加點的產(chǎn)品提供了機(jī)會。
試驗結(jié)果-組11進(jìn)一步進(jìn)行試驗，以研究所用的聚合物是否必須是鈉鹽，以及是否可以使用不同的反荷離子。所研究的材料是Potassium Protanal(藻酸鉀)LFR 5/60(研究樣品)BN2110995，由挪威德拉曼FMC生物聚合物公司提供。所使用的方法與前述LFR 5/60的鈉鹽一樣。
結(jié)果如圖38所示。
主要結(jié)論是與藻酸鈉一樣，使用藻酸鉀時也會觀察到分離。
試驗結(jié)果-組12研究向黃原膠中加入低甲氧基酰胺化(LMA))果膠的影響。目的是建立可引發(fā)分離的多糖的更大的庫。所用的果膠衍生物為Unipectine OG903CS BN20741401/1(英國紐泊瑞市Degussa Texturant公司提供。)溶液制備使用裝有帶F8循環(huán)/控制附件的Haake C25水浴的自用組裝(in house built)水套，將需要量的水加熱到80℃。使水平衡5分鐘。用常用方式以500rpm將果膠在熱水中分散15分鐘。15分鐘后將溫度控制器設(shè)為20℃，攪拌器設(shè)為50rpm。放置直到溶液冷卻至室溫。黃原膠如前所述。
如上所述，用藻酸鹽來制備混合物。
結(jié)果如圖39所示。
透過交叉偏光顯微鏡，可觀察到相分離(果膠衍生物濃度5％)。
主要結(jié)論是向黃原膠中加入低甲氧基酰胺化果膠后，仍然發(fā)生相分離；與在藻酸鹽體系中看到的一樣，低甲氧基酰胺化果膠的加入導(dǎo)致彈性行為下降。
試驗結(jié)果-組13研究向黃原膠中加入λ角叉膠的影響，其目的在于建立可引發(fā)相分離的多糖的更大的庫。所用的角叉膠原料為Viscarin GP 109F BN50502110(美國費城FMC生物聚合物公司提供。)按照與藻酸鹽相同的方法制備溶液。不同的是，使該角叉膠溶液在1000rpm分散30分鐘。
結(jié)果如圖40所示。
角叉膠濃度為2.5％時，透過交叉偏光顯微鏡可觀察到相分離。
主要結(jié)論是向黃原膠加入角叉膠會引發(fā)分離；與在藻酸鹽體系中看到的一樣，加入角叉膠會導(dǎo)致彈性行為下降；并且隨著角叉膠濃度的增加，達(dá)到約0.75％以上時，彈性模量會增加。這與高分子量藻酸鹽所得結(jié)果類似(如Protanal H120L)。
試驗結(jié)果-組14在初步測試中，使用極低分子量的、Mw為1,500的藻酸鈉“鏈段”，制備一系列含1％黃原膠(Rhodigel 80)和水的組合物，以檢驗該類組合物是否表現(xiàn)出如上所述的類似行為。
測量大量樣品的彈性模量，結(jié)果描繪于圖41。
由圖41可見，當(dāng)藻酸鹽的濃度較高時，在9～14重量％藻酸鹽的區(qū)域內(nèi)，彈性模量大幅降低。這說明其行為與其他樣品的行為是類似的，但是需要更高濃度的藻酸鹽以充分利用微結(jié)構(gòu)的異相/均相變化。
權(quán)利要求
1.包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物，所述聚合物是在該組合物與更多水混合的過程中使所制得的稀釋組合物粘度增加的聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，在所述的組合物與水混合之前，在剪切速率為1s-1、溫度為25℃的條件下所述混合物的粘度不超過500mPa·s。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，該組合物具有如下特性與等體積水混合時，所述組合物粘度至少增加50mPa·s。
4.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，該組合物具有如下特性與等體積水混合后，所述的經(jīng)稀釋的組合物的粘度至少為150mPa·s，但在所有情況中，其粘度高于原始組合物的粘度。
5.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至少0.2重量％的第一陰離子聚合物。
6.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至少0.5重量％的第一陰離子聚合物。
7.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至多20重量％的第一陰離子聚合物。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至多5重量％的第一陰離子聚合物。
9.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至少0.2重量％的第二陰離子聚合物。
10.如權(quán)利要求9所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至少0.5重量％的第二陰離子聚合物。
11.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至多20重量％的第二陰離子聚合物。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中，在所述組合物與更多的水混合之前，所述的組合物含有至多5重量％的第二陰離子聚合物。
13.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述的第一陰離子聚合物是黃原膠。
14.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述的第二陰離子聚合物選自藻酸鹽、羧甲基纖維素、丙烯酸鹽聚合物、角叉膠和果膠。
15.如權(quán)利要求14所述的組合物，其中，所述的第二陰離子聚合物是藻酸鹽。
16.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述的組合物含有至少90重量％的水。
17.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，所述第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的濃度使得通過將1體積的所述組合物與0.1～5體積份的水混合，可得到粘度增加的經(jīng)稀釋組合物。
18.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述的第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物是所述組合物中實質(zhì)上僅有的聚合物。
19.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，所述組合物包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物，并具有如下特性更多的第二陰離子聚合物的加入會降低所述組合物的粘度。
20.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述的原始的、未稀釋的組合物具有實質(zhì)上多相的微結(jié)構(gòu)。
21.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，其中，所述經(jīng)稀釋的組合物具有均相的微結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中，所述的第一陰離子聚合物是黃原膠，并且所述的多相微結(jié)構(gòu)在富含所述第二陰離子聚合物的基質(zhì)之中含有富含黃原膠的股狀物。
23.如以上任一權(quán)利要求所述的組合物，所述組合物含有可溶于水的附加鹽。
24.如權(quán)利要求23所述的組合物，其中，所述的組合物具有如下特性當(dāng)存在預(yù)定濃度的第二陰離子聚合物時，將所述組合物與等分量的更多的水混合時，所述組合物粘度出現(xiàn)預(yù)定的增加；反之，在不含所述附加鹽的組合物中，當(dāng)?shù)诙庪x子聚合物濃度較低時，將所述組合物與等量的更多的水混合時，所述組合物的粘度有相同程度的增加。
25.如權(quán)利要求23或24所述的組合物，其中所述的鹽選自堿金屬鹵化物、碳酸氫鹽或磷酸鹽。
26.包含水、黃原膠和藻酸鹽的組合物，所述黃原膠和藻酸鹽的濃度使得在將所述組合物與更多的水混合的過程中，所產(chǎn)生的經(jīng)稀釋的組合物粘度增加。
27.包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物，所述第一陰離子聚合物為黃原膠，所述第二陰離子聚合物選自藻酸鹽、羧甲基纖維素、丙烯酸鹽聚合物、果膠和角叉膠，其中，所述的微結(jié)構(gòu)在富含所述第二陰離子聚合物的基質(zhì)液體之中含有富含黃原膠的股狀物。
28.制造權(quán)利要求27所述的組合物的方法，該方法通過選擇三種指定的組分使其落在三元相圖中表示多相的區(qū)域內(nèi)，以此制備該組合物。
29.包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的一系列組合物，所述的一系列組合物在水、所述第一陰離子聚合物和所述第二陰離子聚合物的三元相圖中限定了一個區(qū)域，該區(qū)域中通過增加選定量的含水量即可增加粘度。
30.包含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物主要表現(xiàn)出彈性行為，b)超出該閾值后，所述組合物主要表現(xiàn)出粘性行為，以及c)超出該閾值后，通過將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物主要表現(xiàn)出彈性行為。
31.包含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物是基本上均相的組合物，b)超出該閾值后，所述組合物是多相組合物，以及c)超出該閾值后，將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物基本上呈均相。
32.包含水、0.2重量％～5重量％的第一陰離子聚合物和0.2重量％～5重量％的第二陰離子聚合物的組合物，所述組合物具有如下特性a)直到達(dá)到上述范圍內(nèi)的第二陰離子聚合物的閾值為止，所述組合物具有至少1Pa·s的粘度，b)超出該閾值后，所述組合物的粘度至少比a)中所述組合物的粘度低50mPa·s，以及c)超出該閾值，通過將所述組合物與更多的水混合，可以使該組合物的粘度至少比b)中的所述組合物的粘度高50mPa·s。
33.如權(quán)利要求30、31或32所述的組合物，其中，所述的組合物包含0.5重量％～3重量％的所述第一陰離子聚合物和0.5重量％～3重量％的所述第二陰離子聚合物。
34.如權(quán)利要求33所述的組合物，其中，所述的組合物包含0.8重量％～2重量％的所述第一陰離子聚合物和0.8重量％～2重量％的所述第二陰離子聚合物。
35.對以上任一權(quán)利要求所述的組合物進(jìn)行增稠的方法，該方法包括在所需的使用場所或者在即將輸送到所需的使用場所之前，將所述組合物與水混合，以得到稀釋但又增稠的組合物。
36.增稠的組合物，該增稠組合物通過對以上任一權(quán)利要求所述的組合物進(jìn)行水性稀釋而制得。
37.基本如前所述的組合物或方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了包含水、第一陰離子聚合物和第二陰離子聚合物的組合物。所述的第一陰離子聚合物可以是黃原膠。所述的第二陰離子聚合物可選自藻酸鹽、羧甲基纖維素、丙烯酸鹽聚合物、角叉膠和果膠。所述的組合物是用水稀釋時粘度增加的組合物。
文檔編號C11D17/00GK1780880SQ200480011202
公開日2006年5月31日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者馬太·約翰·博伊德, 約翰·理查德·米切爾, 科林·戴維·梅利亞, 伊恩·戈登·喬利夫, 彼得·威廉姆·德埃忒瑪, 弗蘭克·查德威克·漢普森 申請人:雷克特本克斯?fàn)柋＝?英國)有限公司