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相较于表面活性剂稳定的乳液,固体颗粒稳定的Pickering乳液具有低的乳化剂用量、高的稳定性能和绿色环保等优点,引起了食品、日用化学品、医用材料等行业的广泛关注。在实际应用过程中,表面活性剂通常会与固体颗粒同时出现,因此研究颗粒与表面活性剂间的相互作用尤为关键。蒙脱土(MMT)储量丰富、成本低廉,但因其极强的亲水性导致其不能直接作为乳化剂。本论文通过对蒙脱土进行有机疏水改性减弱其亲水性,制备了多种非离子表面活性剂与改性蒙脱土共同稳定的Pickering乳液,同时对影响乳液长期稳定性的因素和乳液中改性蒙脱土颗粒与非离子表面活性剂间的相互作用进行研究。主要研究内容和结果如下:
(1)选择季铵盐表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十八烷基三甲基氯化铵(STAc)和双十八烷基二甲基氯化铵(DODMAC)为改性剂分别对蒙脱土进行有机疏水改性,使用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和三相接触角等手段对有机蒙脱土进行表征。使用白油作为油相,制备了不同改性蒙脱土稳定的Pickering乳液,研究了乳液的粒径和稳定性变化。结果表明,季铵盐成功置换出了蒙脱土层间的阳离子,且STAC/MMT和DODMAC/MMT的层间距达到了2.074nm和2.111am;三相接触角实验表明有机蒙脱土的亲油性得到了很大的改善。相较于季铵盐单独稳定的乳液,经过季铵盐改性的蒙脱土稳定的乳液稳定性更好,且随着季铵盐烷基链长的增加,乳液更加稳定。
(2)选取STAC改性蒙脱土(STAC/MMT)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3)为复合乳化剂,以白油为油相制备乳液,通过单因素实验研究了STAC/MMT含量、AEO-3含量、油水体积比、均质乳化时间和温度对乳液稳定性的影响。设计正交实验优化STAC/MMT和AEO-3稳定Pickering乳液的工艺条件。结果表明,温度对乳液的稳定性基本没有影响,得到的优化工艺条件为:STAC/MMT和AEO-3含量分别为2.00wt%和0.25wt%,油水体积比为1∶1,均质乳化时长为5rain。使用优化条件制备的乳液在短时间内粒径趋于稳定(7.45μm),粒度分布较为均匀,展现出良好的热稳定性和储存稳定性。
(3)以白油为油相,2wt%茶多酚水溶液为水相,固定水相、油相和乳化剂质量比为1∶8∶1,采用低能乳化法制备Pickering纳米乳液。研究了加料顺序、STAC/MMT含量、表面活性剂种类、油相组成对乳液稳定性的影响。结果表明,首先将STAC/MMT和表面活性剂分另tlDN入油相和水相,再将水相缓慢滴入油相中制备的乳液最稳定;当STAC/MMT占乳化剂质量比为0.40时,乳液的粒径最d、(238.8nm);通过测试乳液界面张力及记录乳液相体积变化,证明了在该体系中,STAC/MMT和Tween?系列表面活性剂间存在协同作用,且选用Tween?85时,制备的乳液具有更好的长期稳定性;油相中维生素E的存在会对乳液稳定性产生显著影响。
(1)选择季铵盐表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十八烷基三甲基氯化铵(STAc)和双十八烷基二甲基氯化铵(DODMAC)为改性剂分别对蒙脱土进行有机疏水改性,使用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和三相接触角等手段对有机蒙脱土进行表征。使用白油作为油相,制备了不同改性蒙脱土稳定的Pickering乳液,研究了乳液的粒径和稳定性变化。结果表明,季铵盐成功置换出了蒙脱土层间的阳离子,且STAC/MMT和DODMAC/MMT的层间距达到了2.074nm和2.111am;三相接触角实验表明有机蒙脱土的亲油性得到了很大的改善。相较于季铵盐单独稳定的乳液,经过季铵盐改性的蒙脱土稳定的乳液稳定性更好,且随着季铵盐烷基链长的增加,乳液更加稳定。
(2)选取STAC改性蒙脱土(STAC/MMT)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3)为复合乳化剂,以白油为油相制备乳液,通过单因素实验研究了STAC/MMT含量、AEO-3含量、油水体积比、均质乳化时间和温度对乳液稳定性的影响。设计正交实验优化STAC/MMT和AEO-3稳定Pickering乳液的工艺条件。结果表明,温度对乳液的稳定性基本没有影响,得到的优化工艺条件为:STAC/MMT和AEO-3含量分别为2.00wt%和0.25wt%,油水体积比为1∶1,均质乳化时长为5rain。使用优化条件制备的乳液在短时间内粒径趋于稳定(7.45μm),粒度分布较为均匀,展现出良好的热稳定性和储存稳定性。
(3)以白油为油相,2wt%茶多酚水溶液为水相,固定水相、油相和乳化剂质量比为1∶8∶1,采用低能乳化法制备Pickering纳米乳液。研究了加料顺序、STAC/MMT含量、表面活性剂种类、油相组成对乳液稳定性的影响。结果表明,首先将STAC/MMT和表面活性剂分另tlDN入油相和水相,再将水相缓慢滴入油相中制备的乳液最稳定;当STAC/MMT占乳化剂质量比为0.40时,乳液的粒径最d、(238.8nm);通过测试乳液界面张力及记录乳液相体积变化,证明了在该体系中,STAC/MMT和Tween?系列表面活性剂间存在协同作用,且选用Tween?85时,制备的乳液具有更好的长期稳定性;油相中维生素E的存在会对乳液稳定性产生显著影响。