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De nombreux produits encapsulés sont utilisés dans la vie quotidienne. Crèmes cosmétiques, peintures, et pesticides en sont quelques exemples. De nos jours, de plus en plus de technologies innovantes mettent en jeu des substances encapsulées. La microencapsulation a permis à de nouveaux « textiles intelligents » de voir le jour, tels que les textiles sur lesquels sont fixées des microcapsules qui libèrent un principe actif amincissant, odorant, hydratant ou encore répulsif pour les insectes. Les microcapsules sont des produits à fortes valeur ajoutée, dont les propriétés sont nombreuses, et délicates à maîtriser toutes à la fois. Si l'étape de formulation a pour objectif de trouver la recette optimale pour répondre le mieux possible au cahier des charges, le type de procédé de fabrication choisi doit garantir une production homogène dans le temps, sans écarts par rapports aux propriétés attendues. L'objectif de ces travaux est de proposer une alternative continue aux procédés batch traditionnellement mis en œuvre pour l'encapsulation par polycondensation interfaciale, coûteux en termes d'investissement et de frais de fonctionnement. L'encapsulation par polycondensation interfaciale est constituée d'une étape d'émulsification suivie d'une étape réactive. Nous proposons un procédé découplant ces deux étapes grâce à deux technologies adaptées aux contraintes hydrodynamiques respectives de chaque étape. Cette étude est réalisée sur la base d'un système modèle espèce encapsulée / membrane polymérique. L'étape d'émulsification est réalisée en mélangeurs statiques en régime turbulent. Des mesures de pertes de charge en écoulements monophasiques ont permis de mettre en évidence l'apparition de ce régime et d'établir des corrélations représentant ces pertes de charge a travers l'emploi des nombres adimensionnels que sont le nombre de Reynolds et le facteur de friction. Concernant l'émulsification, nous évaluons l'influence de différents paramètres sur les performances de l'opération en termes de tailles de gouttes obtenues en fonction du coût énergétique. Nous comparons également les performances de trois designs de mélangeurs statiques commercialisés par la société Sulzer, et corrélons les résultats obtenus en termes de diamètres moyens de Sauter en fonction des nombres de Reynolds et de Weber. L'étape réactive est tout d'abord mise en œuvre en réacteur agité afin d'étudier la cinétique de la réaction, et d'acquérir des temps de réactions qui permettent par la suite de dimensionner le réacteur continu. Enfin cette étape est réalisée dans deux types de réacteurs continus : le réacteur Deanhex, développé et étudié par Anxionnaz et al. (2009), ainsi qu'un réacteur tubulaire en serpentin. Cette dernière étude consiste d'une part à valider le passage au continu à travers la conservation de la granulométrie des gouttelettes de l'émulsion durant la réaction, et la conservation de la vitesse apparente de la réaction. Enfin, les conditions hydrodynamiques favorables présentées par les réacteurs continus permettent d'apporter de nouvelles voies d'intensification au procédé en augmentant d'une part la concentration en capsules dans le réacteur, et en s'affranchissant de l'emploi du tensioactif utilisé pour stabiliser les gouttes de l'émulsion. Ce procédé, proposé pour la production en continu de microcapsules, offre une amélioration en termes de qualité du produit et de coût par rapport aux procédés traditionnels en batch mis en œuvre dans l'industrie. / The aim of the present work is to propose a continuous alternative to batch processes classically used to carry out encapsulation by interfacial polycondensation that represent high investment and working costs. Encapsulation by interfacial polycondensation consists in an emulsification step followed by a reactive step. We propose here a process decoupling these two steps using technologies well adapted to hydrodynamic issues of each step. This study is realised on the basis of model system. The emulsification step is carried out in static mixers under turbulent flow. Pressure drop measurements in single-phase flow enable to highlight this flow regime and to establish correlations representing these pressure drops in terms of dimensionless numbers: the Reynolds number and the friction factor. About emulsification we evaluate the influence of different parameters on the operation performances in terms of mean droplets size as a function of energy cost. We compare the performances of three different Sulzer static mixers and correlate results obtained in terms of Sauter mean diameter as a function of Reynolds and Weber numbers. The reactive step has been first carried out is stirred tank in order to study the reaction kinetics and to acquire reaction times necessary to design continuous reactors. Finally this step has been realised using two continuous reactors: the Deanhex reactor (Anxionnaz et al., 2009) and a coiled tube reactor. This last study consists first in validating the continuous process through the conservation of the emulsion size distribution during encapsulation and the conservation of the apparent kinetics. Finally the favourable hydrodynamic conditions presented by continuous reactors offer new ways of intensification to the process. In fact it is possible to increase the microcapsule concentration in the reactor and to work without surfactant to stabilize the emulsion. This continuous process for microcapsules production offers improvements in terms of product quality and working costs compared to traditional batch process used in the industry

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BentoPCN.pdf: 1568863 bytes, checksum: bd484a66a36dd1be9ccc75015b40e5e8 (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Currently, studies in the area of polymeric microcapsules and nanocapsules and controlled release are considerably advanced. This work aims the study and development of microcapsules and nanocapsules from Chitosan/MDI, using a new technique of interfacial polycondensation combined to spontaneous emulsification, for encapsulation of BZ-3. It was firstly elaborated an experimental design of 23 of the particle in white without the presence of BZ-3 and Miglyol, where the variables were the concentrations of MDI, chitosan and solvent. Starting from the data supplied by the experimental design was chosen the experiment with smaller particle diameter and only added like this BZ-3 and Miglyol. The suspension containing concentrations of 6.25 mg/mL, 12.5 mg/mL, 18.75 mg/mL, 25 mg/mL of BZ-3 were prepared, nevertheless, during the storage time, these formulations presented drug precipitates in the suspensions of 18.75 mg/mL and 25 mg/mL of BZ-3. This apparition of precipitate was attributed to the diffusion of BZ-3 for the aqueous phase without any encapsulation, suggesting so the use of the smaller concentrations of the BZ-3. The suspension containing 6.25mg/mL of BZ3 presented average size of 1.47μm, zeta potential of 61 mV, pH 5.64 and this sample showed an amount of BZ-3 and drug entrapment of 100 %. The suspension containing 12.5mg/mL of BZ-3 presented average size of 1.76μm, zeta potential of 47.4 mV, pH 5.71 and this sample showed an amount of BZ-3 and drug entrapment of 100 %. Then, showing such important characteristics, these two formulations were chosen for futher continuity to the study. These formulations were also characterized by the morphology, FTIR, stability for Turbiscan, DSC and a study of controlled release of the BZ-3 was elaborated in different receiving means / O presente trabalho visou o estudo e desenvolvimento de um sistema micro e nanoestruturado de quitosana reticulada por diisocianato, pela t?cnica de policondensa??o interfacial combinada com emulsifica??o espont?nea, para encapsula??o de benzofenona-3 (BZ-3), um filtro solar qu?mico. Foi elaborado primeiramente um planejamento experimental de 23 para desenvolvimento da formula??o de part?culas de quitosana e MDI (4,4 -difenil metano diisocianato), onde as vari?veis foram ?s concentra??es de MDI, de quitosana e do solvente. A partir dos dados fornecidos pelo planejamento experimental, optou-se pelas condi??es de processo e formula??o capazes de gerar o menor di?metro de part?cula. O estudo prosseguiu com a incorpora??o de BZ-3 e Miglyol (n?cleo das c?psulas formadas). Suspens?es de nanoc?psulas com concentra??es de 6,25 mg/mL, 12,5 mg/mL, 18,75 mg/mL e 25 mg/mL de BZ-3 foram preparadas, por?m durante o per?odo de armazenamento ocorreu o aparecimento de precipitados cristalinos, nas suspens?es de 18,75 mg/mL e 25 mg/mL de BZ-3. Este aparecimento de precipitados cristalinos foi atribu?do ? difus?o da BZ-3 para a fase aquosa n?o ocorrendo sua encapsula??o. A suspens?o contendo 6,25 mg/mL de BZ-3 apresentou di?metro m?dio de 1,47μm, potencial zeta de 61 mV, pH de 5,64 e teor de encapsula??o pr?ximos a 100 %. A suspens?o contendo 12,5mg/mL de BZ-3 apresentou di?metro m?dio de 1,76μm, potencial zeta de 47,4mV, pH 5,71 e teor de encapsula??o pr?ximos a 100 % e foi selecionada juntamente com a de 6,25 mg/mL para a continuidade do estudo. Estas formula??es foram caracterizadas tamb?m pela morfologia, turbidimetria, espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho, DSC e foi elaborado um estudo de libera??o controlada do f?rmaco em diferentes meios receptores. Em conclus?o, o conjunto dos resultados obtidos demonstra que estas formula??es s?o sistemas promissores para a aplica??o cut?nea de filtros solares

L’industrie textile utilise les microcapsules depuis de nombreuses années et beaucoup d’applications se sont développées notamment dans le domaine des cosmétotextiles. Les microcapsules utilisées pour ces applications sont souvent obtenues par polycondensation in situ du formaldéhyde et de la mélamine. La membrane réticulée assure une bonne tenue thermique et mécanique, indispensable au traitement appliqué lors du dépôt des microcapsules et de leur accroche sur textile. La présence résiduelle de formaldéhyde, classé cancérogène de catégorie 3, pose problème et peut être contrôlée par un post-traitement. Cependant, REACH va probablement diminuer les concentrations en formaldéhydes admises. Notre étude s’inscrit dans ce contexte, afin de développer des microcapsules sans formaldéhydes, à partir de monomères 100% d’origine naturelle selon des procédés respectueux de l’environnement. La membrane des microcapsules, synthétisée par polycondensation interfaciale entre le chlorure de succinyle et le 1,4 diaminobutane, donne lieu à la formation d’oligomères de polyamide 4,4 difficiles à caractériser car jamais étudié en détail. Un travail préliminaire de synthèse et de caractérisation de modèles a donc été effectué afin de nous aider dans la caractérisation de la membrane des microcapsules. Dans un second temps, nous avons optimisé les conditions opératoires de formation des microcapsules afin qu’elles répondent au cahier des charges. Les microcapsules obtenues et leur membrane polyamide 4,4 ont ensuite été caractérisées. Enfin, nous avons testé l’application de ces microcapsules sur textiles et étudié la résistance des cosméto-textiles obtenus aux frottements et au lavage en machine. / Textile industry has been using microcapsules for many years especially in the design of cosmeto-textiles. Microcapsules used for textile applications are often obtained by in situ polycondensation of formaldehyde and melamine. The crosslinked membrane ensures good thermal and mechanical properties, essential for treatment applied during microcapsules deposit and for their attachment onto textile. The residual presence of formaldehyde, classified as carcinogenic substance of level 3, is problematic and can be controlled by a post treatment. However, REACH directive will probably lower allowed formaldehyde concentrations. In this context, the aim of this work is to develop microcapsules without formaldehyde, from 100% bio-based monomers and using environmental friendly processes. Membrane microcapsules being synthesized by interfacial polycondensation between succinyl chloride and 1, 4-diaminobutane, this reaction results in polyamide 4 4 oligomers’ formation, difficult to characterize because this polymer has not yet been studied in detail. A preliminary work of syntheses and models characterizations has been performed to help the microcapsules membrane characterization. In a second step, we optimized the operating conditions of microcapsules formation to meet the specifications. The obtained microcapsules and their polyamide 4, 4 membrane were further characterized. Finally, we tested the microcapsules application onto textile and studied the obtained cosmeto-textile resistance to friction and washing machine.