纳米SiO2/十二烷基氨基丙酸钠协同稳定的pH响应性Pickering乳状液

用纳米SiO_2颗粒与微量氨基酸型两性表面活性剂十二烷基氨基丙酸钠作复合乳化剂,以正癸烷为油相,制备了pH响应性O/W型Pickering乳状液.室温下该乳状液在pH≤4.0时稳定,在pH≥6.0时不稳定,因此,可以通过改变水相的pH值使乳状液在稳定和破乳之间多次循环.在酸性水介质中,氨基酸型两性表面活性剂分子呈阳离子状态,可通过静电作用吸附到带负电荷的SiO_2颗粒表面,产生原位疏水化作用,使其转变为表面活性颗粒;而在中性和碱性水介质中,氨基酸型两性表面活性剂呈两性或阴离子状态,不能产生原位疏水化作用,因而导致乳状液破乳.相关作用机理通过吸附量、Zeta电位及接触角等实验数据得以论证.该刺激-响应性Pickering乳状液在乳液聚合、油品输送以及燃料生产等领域具有重要的应用价值.

表面活性剂-纳米颗粒相互作用与智能体系的构建(Ⅲ)相反电荷表面活性剂-纳米颗粒相互作用(ii)——用常规表面活性剂构建刺激-响应性Pickering乳状液和Pickering泡沫

在水介质中,离子型表面活性剂能够通过静电相互作用吸附到带相反电荷的无机纳米颗粒表面,产生原位疏水化作用,使原本强亲水性的无机纳米颗粒转变为表面活性颗粒,进而能够吸附到油(空气)/水界面,稳定Pickering乳状液和Pickering泡沫。如果能够通过某种触发机制促使表面活性剂从颗粒表面脱附,就可以解除原位疏水化作用,于是颗粒恢复其原本具有的强亲水性,自油(空气)/水界面脱附,导致破乳和消泡。如果这种吸附-脱附作用能够多次循环,就得到了所谓的刺激-响应体系。本讲座将介绍如何利用常规商品表面活性剂和普通纳米颗粒例如纳米二氧化硅和纳米氧化铝颗粒等来达成这一目标,主要采用离子对形成触发机制和pH触发机制。

基于十四烷基二乙烯三胺的CO2响应性Pickering乳液的稳定性能研究

以正癸烷为油相,纳米SiO2和十四烷基二乙烯三胺(C14DETA)为乳化剂,制备了CO2响应性O/W型Pickering乳状液。交替通入CO2和N2,该乳状液在25℃下实现了“开(稳定)”和“关(不稳定)”之间的多次转换。通入CO2时,C14DETA质子化成C14DETA-CO2,通过静电作用吸附至带负电的SiO2颗粒表面,产生原位疏水作用,使其转变为表面活性颗粒,从而稳定乳状液;通入N2时,C14DETA-CO2去质子化为C14DETA,原位疏水作用解除,导致乳状液完全破乳。通过研究确定乳化的较佳条件:油水体积比为1∶1,纳米SiO2的质量分数为0.05%,C14DETA-CO2浓度为2×10^-3 mol/L。与C14DETA稳定的乳状液对比,Pickering乳状液中表面活性剂使用量更少,稳定性更强。

超支化表面活性剂乳状液的稳定性

以超支化不饱和聚(酰胺-酯)(HP)和琥珀酸单十二酰胺磺酸为原料,合成了系列超支化聚(酰胺-酯)表面活性剂HPSA,并对其进行了FTIR和EA表征。从宏观相分离、介观液滴粒度及微观界面膜稳定性3个尺度考察了取代度、pH、电解质浓度以及温度对HPSA-煤油乳状液稳定性的影响。结果表明,随着取代度的增加,HPSA的乳化能力先增大后减小;HPSA具有pH响应性,在酸性条件下疏水性较强,碱性环境下亲水性较强,可以在较宽的pH范围(6~11)形成稳定的乳状液;NaCl质量浓度小于1.5×105mg/L时,HPSA-4在油水界面上形成的界面膜强度高,Zeta电位低,乳状液稳定性较好;温度主要影响HPSA-4的分子热运动,使其在界面膜上的碰撞几率增大,乳状液在120℃以下稳定性较好。从微观上看,HPSA分子在水溶液中自组装形成不同亲水/亲油性质的胶束聚集体,使其具有较强增溶乳化煤油的能力。

季铵化木质素与纳米二氧化钛协同稳定的双重pH响应性Pickering乳液

利用季铵化木质素与TiO2纳米颗粒复合作为乳化剂,以正癸烷为油相,制备具有pH响应性的O/W型Pickering乳液.该乳液在6.0 <pH <7.0范围内稳定,在酸性和碱性条件下不稳定.在中性溶液中,季铵化木质素带负电,TiO_2带正电,两者通过静电吸附作用结合,季铵化木质素的疏水性苯丙烷骨架使TiO_2的亲水性降低,提高颗粒的界面活性,形成稳定的乳液.在酸性和碱性条件下,季铵化木质素和TiO_2带同种电荷,两者之间存在强烈的静电斥力,而单独的TiO_2纳米颗粒亲水性太高,无法稳定于油水界面形成稳定的乳液,故乳液破乳.因此季铵化木质素与TiO_2纳米颗粒之间的吸附特征赋予Pickering乳液双重pH响应特性,向体系中加入HCl溶液以及NaOH溶液改变水相的pH值,能使乳液体系在乳化与破乳状态之间循环多次,同时乳滴没有明显的变化,具有优异的耐盐性.