共轭亚油酸钠修饰纳米颗粒及其应用研究

发布时间：2020-09-21 19:17

　　共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,CLA)是一种天然不饱和脂肪酸,羧基与共轭双键的存在赋予其pH响应性及自交联活性。纳米颗粒由于表面特殊的物理和化学性质受到研究者的青睐,常用于化妆品、医药等领域。本文将以SiO_2、CaCO_3纳米颗粒为基础粒子,诱导共轭亚油酸钠(sodium conjugated linoleate,SCL)在纳米颗粒表面形成单层或者双层分子膜,借助SCL的自交联活性使其化学绑定在颗粒表面以实现颗粒表面改性,并对改性颗粒的乳化性能进行研究,同时借助于SCL的pH响应性获得pH/CO_2刺激响应性皮克林(Pickering)乳液。以纳米颗粒作为颗粒乳化剂稳定的Pickering乳液相对于传统乳液具备更加稳定且绿色安全的特性,所以常用纳米颗粒代替小分子乳化剂制备乳液。但纳米颗粒表面过于亲水且极易聚结成团的特点使其在应用中受到一定的限制,所以在使用过程中需对纳米颗粒进行表面改性。目前以脂肪酸改性表面带负电荷的SiO_2纳米颗粒的文献较少,它们多以酯化反应或氢键作用实现颗粒表面修饰,前者使得脂肪酸在应用过程中失去了羧基所具备的pH响应性而后者在应用中不能避免脂肪酸的解吸附,所以猜想能否诱导脂肪酸正向吸附在SiO_2纳米颗粒表面并以稳定的形式存在?此外,对于表面带正电荷的CaCO_3纳米颗粒可以通过其与SCL之间的静电相互作用以及SCL分子之间的疏水作用力诱导SCL在颗粒表面形成“囊泡”结构,但这种“囊泡”结构极易受到外界作用力的破坏;另一方面,脂肪酸囊泡多以机械法或自组装法制备得到,但由机械法制备的囊泡不稳定而自组装法得到的囊泡大小受到限制,所以本文关注的第二问题是能否以纳米颗粒作为模板粒子诱导囊泡或者其他新结构的形成并对其乳化性能进行探究?针对以上问题,本文主要内容如下:(1)在pH 9.6条件下诱导SCL分子在SiO_2纳米颗粒表面形成正向吸附的单层分子膜,以热聚合引发颗粒表面SCL分子发生自交联构建表面具有稳定单层分子膜结构的SiO_2纳米颗粒(SCL@SiO_2)。与简单改性的SiO_2纳米颗粒相比,表面经热固化(heat-curing)处理的SCL@SiO_2纳米颗粒的热稳定性明显较好且颗粒具备pH响应性。对SCL@SiO_2纳米颗粒的乳化性能进行探究,发现质量分数为0.25 wt%的SCL@SiO_2纳米颗粒能够稳定体积分数为0.75的液体石蜡且乳液具备pH/CO_2双响应性。改变SiO_2纳米颗粒的粒径,发现由SCL@SiO_2纳米颗粒稳定的乳液滴粒径会随纳米颗粒粒径的增大而增大。(2)在pH 7条件下诱导SCL分子在CaCO_3纳米颗粒表面形成双层结构,以热聚合引发颗粒表面双层SCL分子发生自交联,构建表面具备稳定聚合囊泡结构的CaCO_3纳米颗粒(SCL@CaCO_3)。以SCL@CaCO_3纳米颗粒为乳化剂探究其乳化性能,发现在碱性条件下通过向SCL@CaCO_3纳米颗粒分散液中加入Ca~(2+)可调节SCL@CaCO_3纳米颗粒表面亲疏水性,且通过适量Ca~(2+)的加入可使SCL@CaCO_3纳米颗粒稳定的Pickering乳液发生相反转。(3)以CaCO_3纳米颗粒为模板粒子,借助于(2)中所述方法在CaCO_3纳米颗粒表面诱导形成囊泡,然后利用EDTA螯合除去CaCO_3纳米颗粒制备诱导囊泡,这为囊泡制备提供新思路。另外,通过Pickering乳液模板法制备颗粒部分表面载有双层SCL分子的CaCO_3纳米颗粒(Janus粒子)。研究表明所制备的Janus粒子以及由其稳定的Pickering乳液均具备pH响应性,成功以pH响应的无机Janus粒子制备刺激响应性Pickering乳液。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1
【部分图文】：

共轭亚油酸,结构式,绪论,改性剂

第一章绪论第一章绪论体颗粒的改性剂，当普通表面活活性剂分子以疏水作用结合时，其可聚合的特点而能够使其在颗一种结构中具有亲水羧基和疏水通中长碳链脂肪酸一样可以通过以借助共轭双键的聚合作用而增L 可以成为固体颗粒改性剂的良境刺激响应性，因而具备较好的

纳米颗粒,偶联剂改性,偶联,大分子

第一章绪论在下便可获得较高采油率。物改性 SiO2纳米颗粒子聚合物改性 SiO2纳米颗粒是由于大分子链具备多种官能团，可以基)发生一定的相互作用。Tai 等人[13]利用共聚大分子偶联剂聚丁二烯B-g-MAH)改性 SiO2纳米颗粒，SiO2纳米颗粒表面的羟基可与 LMPB-相互作用，形成有机涂层(图 1-2)。导电聚合物与无机纳米颗粒形成的的物理和化学性质，吸引了越来越多的关注。聚苯胺由于其独特的电性以及易于制备和优异的环境稳定性而具有潜在的商业应用价值。L胺分子中 N-H 与 SiO2颗粒表面形成氢键而形成复合材料，结果表明-SiO2复合材料就能表现出较高的导电性能。

原理图,硬脂酸,化学结构,单层

第一章绪论重力更高的加速度法合成纳米级 CaCO3颗粒(15-40 nm)。但是，这种技术成设备和大量的能源。Tsuzuki 等人[37]采用机械化学反应合成碳酸钙纳米械球磨易引起粒子形状和分布的不规则性，限制了粒子的形态像方解石，高能量消耗。迄今为止，为了解决生产 CaCO3纳米颗粒的问题，常常在制硬脂酸。另一方面，CaCO3颗粒常被用作许多行业的添加剂中，附加功能用性，所以需对其进行表面改性。Jeon 等人[38]将硬脂酸溶于有机溶剂中与用而使其从亲水表面变为疏水表面。除此之外，不乏有一些研究者们在使aCO3进行改性，如 Cui 等人[39]研究了 CaCO3纳米颗粒与一系列链长的羧基己基磺基琥珀酸钠(AOT)之间相互作用而发生原位表面活化，随着表面变化，颗粒表面表面活性剂的吸附方式由单层变为双层，表面由亲水变为水(图 1-4)。但这种方式并不能将得到表面吸附有双层表面活性剂的纳米颗其他方面，仅仅是存在于制备时的同一水相中。

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