[發明專利]一種智能轉換Pickering乳狀液及其制備方法

有效

• 申請號: 202010120530.5
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111282510B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 裴曉梅;張盛;杜德倫;宋冰蕾;崔正剛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C07C209/12
• 分類號: C07C209/12;C07C211/63;B01F17/00;B01F17/18;B82Y30/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種智能轉換Pickering乳狀液及其制備方法，屬于膠體與界面化學領域。本發明制得的Pickering乳狀液是利用具有雙親性的表面活性劑N?C₁₄?N⁺與負電荷的納米SiO₂顆粒原位疏水化形成表面活性顆粒制得，通過加入酸堿調節溶液的pH，使N?C₁₄?N⁺表面活性劑中的疏水尾鏈叔胺基團在“非極性”和“強極性”即具有“活性”和非活性之間智能轉換，表面活性顆粒也在雙親性和強極性之間相互轉換；整個過程都在水溶液實現，實現了表面活性劑回收和重復使用，實現在油品乳化運輸、乳液聚合、納米材料合成以及非均相催化中具有重要的應用。

技術領域

本發明屬于膠體與界面化學領域，具體涉及一種智能轉換Pickering乳狀液及其制備方法。

背景技術

乳化和破乳在日常生活領域和工業及技術領域都非常重要。例如，一些產品如食品、化妝品、農藥制劑等本身就是乳狀液，要求保持長期穩定，而另一方面，一些乳狀液例如原油乳狀液則不希望其穩定，并要求快速破乳。還有一些場合，希望乳狀液保持暫時穩定，即在一定時間內保持穩定，然后要求破乳。例如在乳液聚合中，在聚合階段要求乳狀液保持穩定，但在聚合反應完成后，則要求乳狀液迅速破乳，以便順利收集產品；在乳化原油輸送過程中，原油乳狀液要求保持穩定，但到達目的地后要求破乳，這就催生出一種新型乳狀液：刺激-響應性乳狀液。

刺激-響應性乳狀液的形成往往依靠具有刺激-響應性的表面活性劑，刺激-響應表面活性劑具有雙親結構，一端為極性基團(親水基)，另一端為非極性基團(疏水基)。目前報道的刺激方式包括pH、氧化還原、CO₂/N₂、溫度、離子對、磁和光以及多重響應等，主要調控方式是將親水基(極性基團)轉變為非極性或弱極性基團(疏水基)。例如，pH響應性表面活性劑分子包含羧酸根、銨根以及酚羥基等基團，通過調控溶液的pH，這些基團轉變為相對弱極性的羧基、胺基或酚基，從而使表面活性劑失活，變得不溶于水。然而在許多應用場合，如油品輸送，需要失活后的表面活性劑溶于水，減少對油相的影響和達到多次使用、節能減排的目的。目前，市場上出現了一類表面活性劑即可以通過改變疏水端的極性使表面活性劑在失活后溶于水中，從而達到多次使用的目的。然而由這類表面活性劑穩定的乳狀液屬于熱力學不穩定體系，乳狀液的穩定性較差，并且表面活性劑的使用濃度較高，一般要顯著大于其臨界膠束濃度cmc。

由表面活性顆粒穩定的乳狀液即Pickering乳狀液因其具有超穩定性，能夠保持長期穩定性，使用表面活性劑濃度較低等特點具有很好的應用前景。但Pickering乳狀液的破乳相對的就比較困難，難以在較短時間內破乳，且選用的常規表面活性劑會殘留在油相中，影響油相品質和使用效果。因此我們需要選用刺激-響應快的、失活后不溶于油相的表面活性劑與親水性的顆粒原位疏水化作用形成的表面活性劑顆粒作為乳化劑來制備乳狀液。

以pH為觸發機制的體系，具有體系過于簡單、易于操作、高效迅速以及原料易得諸多優點，應用在Pickering乳狀液的破乳具有很好的應用前景。因此，本發明提供一種帶有pH響應性的疏水尾鏈可以極性轉變的表面活性劑，與帶相反電荷的顆粒原位疏水化，制備成表面活性顆粒，進而形成穩定Pickering乳狀液。進行乳化-破乳研究。

發明內容

技術問題

一般刺激響應型表面活性劑通過調控親水基團使表面活性劑在“活性”和“非活性”之間轉換，但這種調控方式，表面活性劑在失活后往往變得不溶于水，在油品乳化運輸和納米材料合成等相關領域中，這些失活后的表面活性劑常常溶于油相中，不僅影響油品的品質，而且也達不到多次使用。另一方面，考慮到表面活性劑穩定的乳狀液，穩定性較差且使用濃度過高等缺點。本發明提供一種陽離子型表面活性劑(可以在強極性-雙親性之間切換)與親水性的帶負電荷的SiO₂顆粒原位疏水化作用形成表面活性顆粒，制備成穩定乳狀液，解決上述問題。

技術方案