基于多季铵盐改性纳米SiO_2的Pickering乳液的制备及其性能研究

采用多季铵盐(MQAS)对亲水型纳米SiO_2进行表面改性,并以改性后的纳米SiO_2为乳化剂,制备Pickering乳液,探讨乳化剂浓度、温度、pH、盐的加入对上述Pickering乳液稳定性的影响。结果表明,与MQAS和亲水型纳米SiO_2单独乳化相比,MQAS改性后的纳米SiO_2的乳化性能更为优异。随着MQAS浓度的增加,乳液的出水率降低。随着pH的降低,乳液的出水率逐渐增加,液滴粒径逐渐增大,这说明当pH较低时,多季铵盐与纳米SiO_2之间的静电相互作用受到影响,从而导致乳液的稳定性下降。随着NaCl浓度的增加,乳液出水率和液滴粒径均逐渐增大,这说明盐的加入屏蔽了多季铵盐离子头基的电荷,从而导致乳液稳定性降低。     

SiO2改性热交联型丙烯酸酯乳液的合成及性能

将阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂复配为乳化体系,以过硫酸铵(APS)为引发剂,使用有机硅KH-560对纳米SiO2进行表面接枝改性,并与丙烯酸酯单体进行原位共聚制备种子乳液。在壳层预乳液中添加活性交联单体丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA),采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺制备热交联型丙烯酸酯乳液。考察了乳化剂配比和纳米SiO2用量对涂膜耐水性和耐热性能的影响,利用透射电镜(TEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)对乳液的形态、粒径分布及组成进行了表征。结果表明,乳液粒子具有明显的核壳结构特征;通过加入氨基树脂配成热交联涂料,涂膜的热稳定性、耐水性和硬度均得到了明显提高。阴离子、非离子乳化剂质量比为1∶3,HEA和纳米SiO2质量分数分别为成膜物质的11.0%和9.97%时,得到的热交联型丙烯酸酯乳液性能较佳。     

聚甘油单硬脂酸酯乳化二甲基硅油及乳液表征

用聚甘油单硬脂酸酯复配乳化1 Pa.s的二甲基硅油,考察复配乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)对乳液体积平均粒径、乳液黏度、乳液离心稳定性的影响以及乳液的耐高温稳定性。结果表明:复配乳化剂HLB值对乳液体积平均粒径、黏度、离心稳定性的影响显著,选择高聚合度的亲水型乳化剂和高聚合度的亲油型乳化剂进行复配乳化,有利于形成稳定的硅油乳液。最佳乳化条件为乳化剂(二聚甘油单硬酯和八聚甘油单硬脂酸酯,HLB=10.5)、硅油和水的质量比为7∶23∶70。在最佳乳化条件下制得的乳液体积平均粒径为8.06μm,黏度为387 mPa.s,固相质量分数差为2.91%。乳液高温稳定性良好,在110℃保持5 h,乳液体积平均粒径增大至11.63μm,固相质量分数差增大至6.12%。     

球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉对Pickering乳液形成的影响

为了提高淀粉颗粒的乳化能力,以球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉为颗粒乳化剂,大豆油为油相,制备水包油型Pickering乳液。采用激光粒度仪、研究级正置显微镜、流变仪等对Pickering乳液外观、液滴粒径、显微形态及动态流变特性进行表征,考察淀粉颗粒质量浓度(1、5、10、20、30mg/mL)和油相体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)对乳液稳定性和流变特性的影响。研究发现:增加颗粒质量浓度导致乳化相体积增加,液滴粒径减小;随着油相体积分数的增加,乳化相体积增加,液滴粒径增大。当颗粒质量浓度为20mg/mL,油相体积分数为40%时,乳液的乳析现象明显改善。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒吸附在油/水界面,有效抵抗了液滴聚结,使乳液在储存30d后仍表现出良好的稳定性。流变特性表明:乳液内部存在弹性凝胶网络结构,随着颗粒质量浓度和油相体积分数的增加,液滴间堆积变得更紧密,从而增加了乳液黏度和凝胶强度,使其抵抗形变能力增强。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒具有良好的作为Pickering乳液稳定剂的潜力。     

Pickering乳液稳定性研究进展

 Pickering乳液由于具有独特的界面粒子膜、环境响应性等优势,在化工新型材料和催化材料领域获得广泛应用。本文对Pickering乳液稳定机理进行综述,指出影响Pickering乳液稳定性的3个关键因子分别为界面张力、三相接触角和粒子粒径,阐明了固体颗粒表面润湿性、固体颗粒浓度、水相电解质、水相pH值、油水相体积比等因素通过固体颗粒界面膜理论和三维黏弹粒子网络机理对Pickering乳液稳定性的影响。     

疏水改性纳米二氧化硅颗粒稳定Pickering乳液

采用Stober法制备纳米二氧化硅颗粒,用溴化N,N-二甲基二茂铁基十六烷基甲铵盐(Fc16AB)对其进行疏水改性,确定最佳改性条件,并将改性后纳米颗粒作为稳定剂制备Pickering乳液。运用XRD、FTIR、SEM、Zeta电位、接触角等方法对改性前后纳米颗粒进行表征,发现Fc16AB对纳米二氧化硅具有良好的改性效果。同时探讨了Fc16AB体积对乳液稳定性的影响。改性后二氧化硅稳定的Pickering乳液具有较好的稳定性,粒径小且分散均匀,形成稳定乳液的条件为Fc16AB体积为2 mL。     

辛烯基琥珀酸淀粉-可可精油Pickering乳液制备及稳定性研究

油脂作为可可的主要成分,高温高湿条件下易被氧化变质导致其应用受限,因此,以辛烯基琥珀酸(OSA)淀粉作为稳定可可油相的固体颗粒,超临界CO₂提取的可可精油(CEO)作为油相,优化Pickering乳液制备过程并研究其乳液稳定性。结果表明:CEO中主要脂肪酸有6种,当OSA淀粉质量浓度和CEO体积分数分别是250mg/mL和5%时,Pickering乳液粒径最小,为0.587μm。通过光学显微镜、激光共聚焦显微镜以及扫描电镜发现乳液呈现小液滴聚集状态,油滴完全被淀粉包裹且界面相对光滑。稳定性实验表明,乳液在pH值5、低粒子浓度(0~0.3mol/L)条件下相对稳定。贮藏21d后发现,随着贮藏时间增加,5%油相体积分数下的Pickering乳液粒径由0.587μm增长至1.160μm,50~300mg/mL淀粉质量浓度下的Pickering乳液粒径增长约1.500μm,最大粒径达2.760μm。研究表明,OSA淀粉-可可精油Pickering乳液具有良好的稳定性。     

改性蒙脱石稳定的ASA乳液的性能与应用

利用硅烷偶联剂KH570改性的蒙脱石固体颗粒乳化制备稳定的皮克林乳液型烯基琥珀酸酐(ASA)造纸施胶剂,研究了pH值、油水比和固体颗粒浓度对ASA皮克林乳液稳定性及施胶性能的影响.结果表明:改性蒙脱石明显改善了ASA乳液的稳定性;随着pH值的增大,所制备的ASA乳液的稳定性先升高后降低,pH值为7.0时乳液稳定性最高;油水比达3:1时会发生转相,ASA皮克林乳液由水包油(O/W)型乳液转变为油包水(W/O)型乳液;固体颗粒浓度与油水界面处的固体颗粒膜以及连续相中固体颗粒网络结构的形成密切相关;固体颗粒浓度越大,乳液粒径越小,乳液稳定性越好;所制备的ASA乳液的最佳固体颗粒浓度为1.5％～2.0％;改性蒙脱石有效提高了ASA乳液的水解稳定性,具有良好的施胶应用效果.     

球磨法制备羟基硅油Pickering乳液

采用球磨法一步制备硅溶胶与羟基硅油形成的Pickering乳液。通过改变硅溶胶pH可以使制备的乳液发生油包水型(W/O)到水包油型(O/W)的转相。在硅溶胶中,NaCl浓度0.1 mol/L,SiO2质量分数6%的条件下,当pH2时形成稳定W/O型乳液;当pH=3~8时形成稳定O/W型乳液;当pH9时形成W/O型乳液,但不能稳定存在;pH=2与9时为乳液的转相点且乳液容易凝胶。对乳液中的颗粒进行傅里叶红外光谱(FT-IR)和热分析(TGA)表征。结果表明:在球磨制备乳液的过程中,SiO2颗粒表面化学接枝了羟基硅油。羟基硅油接枝率为6.3%的改性颗粒易于稳定O/W型乳液;羟基硅油接枝率为12.3%以上的改性颗粒易于稳定W/O型乳液。电解质的加入有助于增强乳液颗粒间絮凝作用,提升乳液的稳定性,但电解质的过量加入会使颗粒絮凝程度加剧,不利于乳液稳定。乳液粒径随硅溶胶中SiO2颗粒和NaCl浓度的增加而减小。NaCl浓度增加时,所制备乳液的奥氏熟化效应逐渐减缓,SiO2质量分数的变化对所制备乳液的奥氏熟化效应影响不大。     

Pickering乳液模板法制备复合荧光微球

以正硅酸乙酯为原料,采用改进Stober法合成了粒径均匀的SiO2纳米颗粒,利用罗丹明B对SiO2纳米颗粒疏水改性制得Pickering乳液,并以此为模板制备聚苯乙烯复合微球.通过接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及荧光显微镜对纳米颗粒和复合微球的形貌和性能进行了表征.结果表明,罗丹...     

含氟乳液的制备及其热反射涂料的性能评价

合成一种含氟丙烯酸酯乳液,首先采用常规乳液聚合法考察了乳液合成工艺对乳液性能的影响,然后采用种子乳液聚合法研究了核壳层质量比对乳液和成膜物性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、降温值及耐沾污等级和反射率降低率分别表征涂层形貌、降温效果及耐沾污性能。结果表明,当预乳化转速300 r/min,聚合反应转速200 r/min,反应温度85℃时所得乳液性能较优。核壳层质量比为7∶1时,乳液稳定性好且成膜物疏水性和耐水性较好。以该乳液为成膜基料制备的热反射涂料,平整性较好,TiO_2、SiO_2粒子分散均匀,具有良好的降温效果、耐水性和耐沾污性能。     

改性凹凸棒石稳定的Pickering乳液研究

采用分散剂协同沉降法纯化凹凸棒石,利用粉末X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其进行表征.结果表明:在添加分散剂焦磷酸钠、加热温度为40 ℃、中速搅拌下,纯化的凹凸棒石粒径分布比较均匀,分散性比较好,为疏松的暗白色棒状晶体,棒径约为80 nm.在采用硅烷偶联剂KH-570对其进行疏水改性后,对用改性凹凸棒石制备的Pickering乳液进行了研究.结果表明:改性凹凸棒石的加入量和油水比均对Pickering的稳定性有较大的影响,且可以通过调节改性剂KH-570的用量来实现对以凹凸棒石单独稳定的Pickering乳液的类型转换与控制.     

酸解时间对小颗粒淀粉性质及稳定Pickering乳液的影响

以玉米淀粉为原料,采用酸解、辛烯基琥珀酸酐(OSA)疏水改性和冷冻粉碎复合改性方法制备小颗粒淀粉,研究了酸解时间对小颗粒淀粉及稳定Pickering乳液的影响.利用扫描电子显微镜和粒径分析仪对小颗粒淀粉的形态与粒径分布进行表征,探究了小颗粒淀粉在Pickering乳液中的应用.结果表明:随着酸解时间延长,小颗粒淀粉颗粒粒径明显降低,其体积平均粒径由原淀粉的15.6μm降低到6.6μm;颗粒呈碎片状,且分散均匀;OSA改性取代度随酸解时间延长而降低;以小颗粒淀粉为乳化剂制备Pickering乳液,乳液稳定性随着颗粒粒径的减小而增加;乳化指数随着乳液贮存时间的延长而降低,并趋于稳定;酸解48 h和72 h复合改性小颗粒淀粉制备的乳液稳定性较好,贮存30天后乳化指数保持在60%.     

苯丙-硅溶胶纳米复合乳液的制备及其性能

采用原位乳液聚合法制备了苯丙-硅溶胶纳米复合乳液,系统研究了乳化剂种类和用量对乳液稳定性、乳胶膜吸水率以及乳胶粒子粒径的影响.结果表明:相比单独使用,十二烷基硫酸钠(SDS)与壬基酚聚氧化乙烯基醚(OP-10)按质量比为2∶1复配时制备的乳液稳定性最好;当乳化剂用量为0.75%～1.5%时,所制复合乳液稳定性好,乳胶膜的吸水率为3.64%～5.72%.与共混乳液(硅溶胶和苯丙乳液的共混物)和苯丙乳液的乳胶膜相比,复合乳胶膜的吸水率显著降低;透射电子显微镜(TEM)检测结果表明:与共混乳液相比,复合乳液中游离的纳米SiO2粒子数大大减少.     

磁响应界面活性复合材料制备及乳化性能研究

通过简单方法在磁性粒子表面包覆氧化硅后,采用嫁接法将有机功能基团成功引入到壳层表面,得到核壳结构纳米材料Fe3O4@SiO2-R。通过N2物理吸附、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)分别对材料结构和磁性进行表征。所制备的界面活性复合材料Fe3O4@SiO2-R在油水两相界面表现出较高的乳化效率,少量的Fe3O4@SiO2-CH3就能配制得到磁响应特性的W/O型Pickering乳液,进一步系统研究了硅烷偶联剂和嫁接条件对Pickering乳液液滴尺寸和稳定性的影响。     

CTAB反相微乳液体系稳定性的影响因素

研究温度、pH值和盐浓度对CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)/正丁醇/正辛烷/水(或钨酸钠溶液)反相微乳液体系稳定性的影响,并绘制了该反相微乳体系的拟三元相图.实验结果表明:表面活性剂与助表面活性剂的配比对该微乳液的稳定性有显著影响,当CTAB与正丁醇质量比为2: 3时,体系有较大的反相微乳液稳定区;该微乳液体系对温度变化不敏感;pH值为1～7范围内时,该体系具有较好的pH值稳定性;钨酸钠溶液浓度在0.05～0.08 g/mL时,盐浓度对整个微乳区影响不大.结果表明:该反相微乳液体系可作为微型反应器用于纳米粒子的制备.     

Pickering乳液聚合法制备pH敏感复合微胶囊及其缓释性能

利用反相Pickering乳液聚合法制备了聚α-甲基丙烯酸/二氧化硅复合微胶囊。以改性纳米二氧化硅为稳定剂,以液体石蜡作为油相,以α-甲基丙烯酸的水溶液作为水相,经超声乳化,可得到水/油型的Pickering乳液。再经过聚合,即可得到复合微胶囊。微胶囊的平均粒径约为10μm,胶囊壁由二氧化硅颗粒层和聚合物层两部分组成,壁厚约为1μm。以罗丹明B为缓释试剂研究了微胶囊的可控缓释性能,研究结果表明复合微胶囊具有良好的pH敏感性,在碱性体系中罗丹明B的释放量为15.0%,在酸性体系中罗丹明B释放量提高至98.4%。     

高SiO2含量硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的制备

用硅溶胶、丙烯酸酯类单体，以过硫酸钾为引发剂，配以适当的乳化剂，采用乳液聚合法制成了高SiO₂含量硅溶胶-聚丙烯酸酯复合乳液。系统的研究了温度、乳化剂种类及用量、单体SiO₂质量比等因素对乳液稳定性的影响。结果表明：75℃为最佳反应温度；十二烷基硫酸钠(SDS)为最佳乳化剂；当SDS质量分数为0.45%～0.7%、单体SiO₂质量比为3时，可制得SiO₂质量分数为10%的复合乳液，且乳液的稳定性达到使用要求，此法制得的复合乳液的涂膜水白性较共混改性乳液（硅溶胶和纯丙乳液）和纯丙乳液的涂膜有显著的提高；TEM图片显示，复合乳液中，硅溶胶粒子是以纳米SiO₂粒子存在的，且在复合乳液中比在共混改性乳液（硅溶胶和纯丙乳液）中分散的更均匀。     

纳米聚丙烯酸酯微乳液改性纳米CaCO3研究

分别采用聚丙烯酸酯乳液和纳米级聚丙烯酸酯微乳液对纳米CaCO3进行改性,通过红外光谱分析、热重分析和扫描电镜分析研究改性纳米CaCO3的结构和性能.结果表明,改性后的纳米CaCO3由亲水疏油性变为亲油疏水性,纳米级聚丙烯酸酯微乳液与纳米CaCO3粒子表面发生了化学反应,并包覆到纳米CaCO3粒子表面.     

采用热压-喷涂法制备PMMA超疏表面涂层

以纳米SiO_2和PMMA为原料,提出了一种以不锈钢丝网为热压模板结合喷涂法制备PMMA超疏表面的新方法.研究了热压压力和喷涂SiO_2纳米粒子浓度对表面浸润性的影响.结果表明,SiO_2纳米粒子能够明显改善PMMA表面的浸润性.在热压压力为0.5MPa、疏水性SiO_2纳米粒子质量分数为4%时,可获得最佳的超疏水涂层,涂层的接触角为164°±0.8°,滚动角小于2°.通过扫描电镜(SEM)观察了涂层表面的微观结构,发现超疏水性涂层具备规则的微纳二元结构.该表面在p H值为1~14的范围内都具有很好的超疏性能;同时,制备的超疏水涂层在空气中放置10个月以上,其表面接触角仍大于150°.