智能微胶囊的制备与对表面活性剂的包载释放特性研究

发布时间：2017-12-31 18:20

本文关键词：智能微胶囊的制备与对表面活性剂的包载释放特性研究　出处：《西南石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着石油储量的日益减少,如何提高原油采收率变得愈发重要。表面活性剂以其能大幅度降低油水界面张力、改变岩石表面润湿性等优良特性,在三采领域有着广泛的应用。但在地层运移过程中,表面活性剂会与地层岩土产生吸附作用,从而导致浓度下降。强烈的吸附滞留问题导致表面活性剂损耗量大,降低驱油效率,带来比较高的成本问题。避免表面活性剂的吸附损失,成为三采领域面临的一个重要问题。智能微胶囊由于其特殊的空腔结构,具有良好的包埋特性、较大的比表面积等诸多优点,广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。但将驱油用表面活性剂包埋在智能微胶囊里从而避免吸附损失,经查阅文献,并未见相关报道。本文使用环境友好型单体N-羟甲基丙烯酰胺为基材,结合微流控技术,以O/W/O复乳为模板,制备了渗透型和温度响应型两种微胶囊,系统研究了两种微胶囊的制备方法及各因素对微胶囊形貌性能的影响。首先,我们搭建了两级微流控装置,使用该装置制备了 O/W/O复乳,分别考察了各相不同乳化剂加量,不同流速条件以及不同水相粘度对成乳情况的影响。结果表明,当内油相乳化剂PGPR加量为3%,中间水相乳化剂F-127加量为1%,外油相乳化剂PGPR加量为8%时,制备的乳液稳定性较好。在不同流速及粘度条件下制备的复乳液具有良好的单分散性,尺寸分布较窄,粒径偏差系数(CV)都在5%以下。通过调节各相相对流速,可精确控制复乳液包载的液滴数量以及液滴尺寸。在固定内相和中间相流速的情况下,逐渐增大外相流体流速,可依次分别制备出一包二,一包二与一包一共存,一包一,一包一与一包零共存的乳液。而在保证生成稳定O/W/O复乳前提下,复乳液内径与Q1/Q2成正比关系,复乳液外径和(Q1+Q2/Q3)成正比关系。在相同内相和中间相流速的条件下,随着中间水相粘度的增加,所制备的乳液内径会逐渐变小。而相应的,形成稳定O/W/O复乳,则需要更加大的外相流速,对中间相提供更大的剪切作用。其次,基于微流控技术,我们以制备的单分散O/W/O乳液为模板,制备了以N-羟甲基丙烯酰胺为壁材的微胶囊。并考察了各种因素对微胶囊的影响。当反应时间小于18min时,乳液中的单体未能反应制备出微胶囊,这是由于此阶段光引发剂处于诱导期,并未引发单体聚合。当未调节内水相和中间油相密度差时,所制备的微胶囊存在严重的偏心甚至破裂的现象。通过在油相中添加苯甲酸苄酯能调节其密度,可以制备出居中性较好的微胶囊。之后我们根据Fick第一扩散定律,建立了表面活性剂扩散模型。分别测定了不同交联度以及不同壁厚的微胶囊的渗透系数,结果表明,随着囊壁厚度的减小或囊壁交联度的减小,其渗透系数也相应的增大。最后,我们基于微流控技术,设计并制备了一种温度响应型智能微胶囊。首先使用沉淀聚合法制备了温敏亚微球。随后将所制备的温敏亚微球加入到N-羟甲基丙烯酰胺溶液中作为中间水相,用制备的O/W/O复乳,通过紫外引发聚合,成功制备出了囊壁中镶嵌有温敏亚微球"开关"的微胶囊。结果表明,通过控制与N-异丙基丙烯酰胺共聚的亲水单体的种类及加量,能制备出具有不同VPTT的温敏亚微球。以纯N-异丙基丙烯酰胺自聚制备的温敏亚微球为例,制备的微胶囊具有良好的温度响应性,能通过改变环境温度改变微胶囊的渗透系数。对阴离子表面活性剂SDBS包载释放实验结果表明,由于温敏亚微球的温度响应性,微胶囊在环境温度高于温敏亚微球VPTT的条件下,表现出更快的表面活性剂的释放速度。而随着亚微球加量的增加,微胶囊的渗透系数也逐渐增大。
[Abstract]:In order to avoid the loss of surface active agent , it can be used widely in the fields of medicine , food , cosmetics and so on . In this paper , we prepared a kind of microcapsule with different cross - linking degree and different wall thickness by adding benzyl benzoate in the oil phase .

【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE39

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