基于海藻酸鹽Pickering乳化劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、早在1907年，Pickering就發(fā)現(xiàn)了不溶性細(xì)粉能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的表面活性劑穩(wěn)定乳液，從此人們將固體粒子穩(wěn)定的乳液稱(chēng)為Pickering乳液。Pickering乳化劑能夠避免傳統(tǒng)表面活性劑的一些負(fù)面作用，如毒性、起泡等，并具有獨(dú)特的界面粒子自組裝效應(yīng)，這引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。
　　海藻酸鈉(Sodium Alginate，SA)是一種天然多糖，其具有廉價(jià)易得，無(wú)毒，無(wú)免疫原性，生物相容性和生物可降解性，可以進(jìn)行化學(xué)改性等優(yōu)點(diǎn)。本文

2、以海藻酸鈉及其疏水改性衍生物為原料，制備成微/納米凝膠粒子，構(gòu)建出一類(lèi)新型的Pickering乳化劑，其將在醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　以SA為原料，CaCl2為交聯(lián)劑，通過(guò)離子交聯(lián)法，制備了海藻酸鈣微/納米凝膠(SA-Ca)粒子，利用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)對(duì)SA-Ca凝膠粒子尺寸和分布進(jìn)行了表征，結(jié)果表明制備的SA-Ca粒子粒徑較小，分布較窄;考察了原料SA和交聯(lián)劑CaCl2的濃度對(duì)制備的SA-Ca粒子粒徑的

3、影響;實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，通過(guò)離子交聯(lián)法能夠制備尺寸均一可控的微/納SA-Ca粒子，且實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行，過(guò)程綠色無(wú)毒，但制備的粒子濃度過(guò)低，難以直接用于穩(wěn)定乳液。
　　以SA為原料，CaCl2為交聯(lián)劑，通過(guò)反相乳液法，借助confined impingement jets(CIJ)混合器，制備了海藻酸鈣(SA-Ca)微/納米凝膠，并利用DLS對(duì)其尺寸和分布以及穩(wěn)定性進(jìn)行了表征;考察了表匣活性劑用量、油水體積比、SA濃度與CaCl2濃

4、度對(duì)SA-Ca微/納粒子粒徑和分布的影響，得到制備SA-Ca粒子的最佳實(shí)驗(yàn)條件:表面活性劑的用量為油相的1％，氯仿:SA水溶液=3∶1，SA濃度為15g/L，CaCl2濃度為0.5mol/L。利用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)，對(duì)SA-Ca凝膠粒子的干態(tài)形貌分別進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)交聯(lián)后的凝膠粒子呈較為規(guī)則的球形形貌，粒徑分布均勻。還利用視頻接觸角儀測(cè)定其三相接觸角，表征其表面潤(rùn)濕性，結(jié)果表明SA-Ca粒子膜表現(xiàn)出很強(qiáng)的

5、親水性，不具備良好的穩(wěn)定乳液的條件，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的疏水改性。
　　以SA和正辛胺為原料，1-乙基-3-[3-（二甲基胺基）丙基]-碳化二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)為偶聯(lián)劑，反應(yīng)合成了不同取代度的兩親性海藻酸酰辛胺(C8NSA)，并使用紅外光譜法(FTIR)、元素分析(EA)等手段對(duì)其進(jìn)行表征。將所制的C8NSA通過(guò)反相乳液法制備了鈣交聯(lián)海藻酸酰辛胺(C8NSA-Ca)微/納米凝膠粒子，考察了C8NSA取代度、C8NSA和C

6、aCl2濃度對(duì)制備的C8NSA-Ca凝膠粒子粒徑的影響，以能夠乳化制備高穩(wěn)定的、粒徑分布均一的Pickering乳液為目標(biāo)，選擇制備C8NSA-Ca凝膠納米粒子的實(shí)驗(yàn)條件為:C8NSA的取代度為30.76％，C8NSA濃度為10 g/L，CaCl2濃度為0.5mol/L。并利用DLS、TEM和SEM等手段對(duì)C8NSA-Ca凝膠粒子尺寸、分布和干態(tài)形貌進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)C8NSA-Ca粒子呈類(lèi)球形形貌，粒徑分布均勻，水化粒徑約在400nm，

7、干態(tài)粒徑約在200nm。利用視頻接觸角儀測(cè)定其三相接觸角，表征其表面潤(rùn)濕性，結(jié)果表明隨著取代度的增大，C8NSA-Ca粒子膜的接觸角也不斷增大，且均比SA-Ca粒子膜三相接觸角有明顯增大，其中取代為度30.76％的C8NSA制備的30.76％C8NSA-Ca接觸角接近900，證明其具備良好的穩(wěn)定乳液的條件。
　　用所制的30.76％C8NSA-Ca粒子乳化液體石蠟制備Pickering乳液。研究了影響乳液穩(wěn)定性的多個(gè)重要因素，增加

8、凝膠粒子的顆粒濃度，乳液的穩(wěn)定性增高，乳液粒徑減小，顆粒濃度達(dá)到一定程度后，繼續(xù)增大顆粒濃度，乳液穩(wěn)定性及乳滴粒徑分布沒(méi)有得到明顯的改善。油相體積分?jǐn)?shù)影響著乳液的穩(wěn)定性和乳液類(lèi)型，在油相體積分?jǐn)?shù)為0.7時(shí)，30.76％C8NSA-Ca粒子穩(wěn)定的乳液發(fā)生轉(zhuǎn)相。通過(guò)調(diào)節(jié)pH值和電解質(zhì)濃度也可以改變?nèi)橐旱姆€(wěn)定性，當(dāng)pH值為7時(shí)，30.76％C8NSA-Ca粒子穩(wěn)定的乳液粒徑達(dá)到最小，分布最均勻。當(dāng)NaCl濃度為0.08mol/L時(shí)，30.76