海藻酸基亚微凝胶粒子在油水界面组装机制及应用研究

发布时间：2020-04-05 21:24

【摘要】：Pickering乳液是一种由固体颗粒代替传统有机表面活性剂稳定乳液体系的新型乳液。Pickering乳液与传统乳液相比,具有一些优越性,如无毒、更加稳定、不易起泡等性质,在食品、医药、化妆品、石油、废水处理等领域有重要的应用价值。本文以具有良好的生物相容性与生物可降解性的天然多糖海藻酸钠(Na-Alg)为原料制备出两亲性的海藻酸基亚微凝胶粒子,研究其在油水界面的组装机制,并将其应用于化妆品乳剂的制备。具体研究方法与结果如下:(1)以Na-Alg、CaHP04为原料,通过沉淀转移法制备了海藻酸钙(Ca-Alg)亚微凝胶粒子,并采用动态光散射、扫描电镜、透射电镜、冷冻蚀刻透射电镜等手段加以表征;通过调节Na-Alg浓度、CaHP04质量分数、CaHP04水悬液滴加速率以及制备温度,可以得到粒径在亚微米级的Ca-Alg凝胶粒子;以正辛胺为原料,1-乙基-3-[3-(二甲基胺基)丙基]-碳化二亚胺盐酸盐(EDC-HC1)为偶联剂,对Ca-Alg凝胶粒子进行疏水改性,在不同的反应条件下,合成了接枝率分别为8.8%、19.7%和 38.9%的 Ca-Alg-C8 凝胶粒子;利用 DLS、TEM 和 SEM 对 Ca-Alg-C8凝胶粒子的粒径分布和形貌进行表征,结果显示,干、湿态下的Ca-Alg与Ca-Alg-C8凝胶粒子形貌均呈类球形,干态与湿态下的粒子相比体积收缩,且Ca-Alg比Ca-Alg-C8的收缩程度大。(2)测定不同接枝率和不同浓度的Ca-Alg-C8凝胶粒子水悬液的表面张力及油水界面张力,研究发现,表/界面张力均随着Ca-Alg-C8凝胶粒子浓度和接枝率的增加而降低;利用视频接触角仪分别测定不同接枝率的Ca-Alg-C8粒子膜/油相/水的三相接触角,研究发现,随着接枝率的增大,对应粒子膜的三相接触角也随之增大,接枝率越高,粒子疏水性越强。测定粒子水悬液的zeta电势,结果表明,Na-Alg水溶液的zeta电势值比Ca-Alg凝胶粒子水悬液数值高,Ca-Alg-C8粒子水悬液的zeta电势数值随着接枝率增加而降低;以不同浓度的Ca-Alg-C8凝胶粒子(接枝率为19.8%)制备乳液,研究发现当油水比为1:1,粒子浓度达到0.6%wt时,能够形成稳定的乳液;当油水比为1:1、粒子浓度为0.6%wt时,接枝率高(38.9%)的粒子倾向于稳定W/O型乳液,接枝率低(8.8%)的粒子倾向于稳定O/W型乳液;油相体积分数也影响着乳液的稳定性和乳液类型,当Ca-Alg-C8凝胶粒子接枝率为19.8%,油水比为12～1:1时,乳液呈O/W型,当油水比增大到2:1时,乳液呈W/O型。乳液的激光共聚焦显微分析表明两亲性Ca-Alg-C8凝胶粒子吸附在油水界面,起到稳定乳液的作用。(3)以接枝率为19.8%的Ca-Alg-C8凝胶粒子为乳化剂,将其应用于化妆品乳剂(膏霜、乳液)产品中,通过分析检测,产品感官指标均达到QB/T 1857-2004、GB/T29665-2013相关要求;通过耐寒、耐热及离心等手段对产品稳定性进行分析,结果表明,由传统表面活性剂与Ca-Alg-C8凝胶粒子制备的化妆品乳剂稳定性相当。借助于光学显微镜对化妆品微观结构进行表征,经耐热、耐寒处理后的乳剂粒径变化不大,而传统表面活性剂稳定的乳剂经耐热处理后,粒径增大更明显。利用多重光散射技术进一步证明了 Ca-Alg-C8凝胶粒子稳定的化妆品膏霜与乳液均具有良好的稳定性,不稳定性指数均低于传统表面活性剂稳定的化妆品膏霜与乳液。
【图文】：

２逦扬州大学硕士学位论文逦逡逑了粘弹性，还有触变性出现［４］。逡逑１．１．２海藻酸盐的凝胶化逡逑海藻酸钠与钙离子的凝胶性主要依赖于Ｇ单元的数量和长度，海藻酸钠大分逡逑子中两均聚的Ｇ嵌段经过协同作用相结合，中间形成了钻石形状的亲水空间［５］，逡逑而当这些空间被Ｃａ２＋占据时，Ｃａ２＋与Ｇ上的多个０原子发生鳌合作用，使得海藻逡逑酸链间结合得更紧密，协同作用更强，链链间的相互作用最终将会导致三维网络逡逑结构即凝胶的形成，而在此三维网络结构中，Ｃａ２＋像鸡蛋一样位于蛋盒中［６】，与逡逑Ｇ嵌段形成“蛋盒”结构如图１．２所示。逡逑－0邋４逦ｎ邋４逦４逡逑Ｕ

传统的表面活性剂分子在界面上的吸附行为是可逆的，存在着一个吸附－解逡逑吸附平衡，而固体粒子在油水界面吸附与三相接触角０、界面张力Ｙ0ｗ的关系如逡逑图１．５所示［８｜］。逡逑Ｏ／Ｗ逦＞％０逡逑ｅｍｕｌｓｉｏｎ逦Ｖ逡逑Ｏｉｌ逦，逦＼逡逑＾ＵＰ邋／ｓｗ逡逑Ｗ／Ｏ逡逑ｅｍｕｌｓｉｏｎ逡逑ｏｉｌ邋Ｖｌ邋ｖ逡逑Ｗａｔｅｒ逡逑？ｓｗ逡逑图１．５三相接触角示意图逡逑假设固体粒子足够小、重力影响可以忽略不计，并且油水界面的接触线保持一个逡逑平面，对于一个半径为ｒ，接触角为０ＯＷ的粒子，，将其从界面张力为ＹＯＷ的油水逡逑界面移去时所需要的能量巳为［８２１：逡逑Ｅ邋＝邋７＾丫。以１邋土邋Ｃ0Ｓ０ＯＷ）２逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O648.17

【参考文献】

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本文编号：2615549