淀粉基微球稳定o/w型Pickering乳液及多相聚合的研究
发布时间：2022-05-08 15:08
本论文在对淀粉大分子进行改性修饰的基础上,制备两亲性的淀粉基微球,将其用作粒子稳定剂稳定o/w型Pickering乳液。研究淀粉基微球在油-水界面的吸附或组装状态,阐明其界面吸附行为和作用机制;同时研究淀粉基微球稳定的多相聚合体系及其对聚合产物微观结构的调控作用。研究内容主要为三大部分。具体的研究内容如下:第一部分研究了淀粉基微球在油水界面上的界面活性,根据不同浓度下界面张力的变化阐明了粒子在界面上的吸附量（Γ）与界面张力（γ）的关系,并用来计算粒子在油水界面上的三相接触角（θ）。随着淀粉微球的尺寸和辛烯基琥珀酸酐取代度的增加,粒子的三相接触角和吸附能增加。通过与辛烯基琥珀酸酐改性的淀粉大分子对比,淀粉微球在油水界面上的吸附为不可逆吸附且在高浓度时能更有效的降低界面张力。第二部分研究了淀粉基微球作为粒子稳定剂稳定的Pickering乳液多相聚合体系及其对聚合产物微观结构的调控作用。此内容分为三个部分:1、利用淀粉微球作为固体粒子稳定剂进行苯乙烯Pickering乳液聚合,制备了莓状复合粒子,研究了淀粉微球的含量,尺寸和溶液的pH值对复合粒子微观形貌的影响。随着淀粉微球含量的增加,复合粒...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２单层球型粒子稳定Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液示意图
最大值，而在９０°达到最小值，这两个理论的结论正好相反。之后ｋａｐｔａｙ在综??合式１－１和式１－２，研究分析了不同包覆率的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液，发现当固体粒子三??相接触角在７０°和１１０°的时候Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液最稳定，在接近９０°的时候并不??稳定（图?１－３）?［３ｔ）］。??０，２１?ｏ／ｗ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ?｜?｜〇?ｗ／ｏ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??０．１５－－?＋?ｆｏａｍｓ?１?ｉ，??０?ｉ?３０?６０?ＳｊＤ?１２０?１５０?Ｊ?１８０??０，?ｐｅｇ??图１－３乳液稳定性与固体颗粒三相接触角的关系??Ｔａｖａｃｏｉｌ等人考虑到实验环境下重力场对Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定性的影响，提出??参数ＢＱ来衡量重力场作用下粒子是否能稳定在两相界面，其物理意义是重力场??使粒子脱离界面的作用力与界面能使粒子固定在界面上的作用力的比值，如下式：??Ｂ０＝Ｒ２?Ａｐｇ／ａ（＼－?ｃｏｓ?０）?１－３??其中，Ｂ。为重力场使粒子从界面脱落的作用力与界面能使粒子固定在界面??的作用力的比值。为固体粒子的半径，Ａ／？为固体粒子与连续相的密度差，ｇ为??重力加速度，〇为界面张力，ｅ为三相接触角。通常不考虑重力场的影响，只有??在重力场不可忽略时（ｉ？、Ａｐ或ｇ值特别大）才会考虑重力场作用［６】［３５］。??综合上述分析，可以看出有几个重要的因素影响Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液的稳定性：??（１）界面张力７，界面张力直接影响粒子在界面上的吸附能，界面张力越大，??粒子在界面的吸附能越大，形成的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液越稳定。对于确定的体系，界??面张力一般是固定值；??（２）三相接触角０，０为９０°时，吸附能最大有利于乳
?第１章绪?论???１．３?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理??图１－４?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理（Ａ：粒子稳定剂界面膜稳定机理示意图；Ｂ：三维网络结构??稳定机理示意图）??目前，阐述Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理的主要观点有：（一）固体粒子吸附在油??水界面形成的粒子膜。固体粒子稳定剂吸附在乳液液滴的油水界面上，紧密排布??形成了一层致密的粒子膜，在空间上直接阻止了乳液液滴之间由碰撞引起的聚并；??另外由于固体粒子稳定剂吸附在液滴表面，也增加了乳液液滴之间的相互斥力，??两者共同作用提高了乳液的稳定性［３６］，如图１－４Ａ所示。目前通过固体粒子进??行染色，采用激光共聚焦等手段，可以观察到固体粒子主要分布在液滴表面，形??成明显的粒子层［３７］。（二）固体粒子在体系中形成一个三维网格结构，提高了乳??液连续相的黏度。固体粒子稳定剂吸附在油－水界面上，由于固体粒子稳定剂间??的相互作用力（静电作用力、范德华作用力等），当体系中乳液液滴之间相互靠??拢，造成粒子与粒子之间，粒子与乳液液滴之间形成相互作用的三维网络结构［６］。??Ｌａｇａｌｙ等［３８］发现膨润土和蒙脱土稳定的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液体系中存在三维网络结构，??一方面可以有效的减缓或者抑制乳液的分层现象，另一方面可以阻止液滴靠近和??碰撞，减少乳液液滴之间聚并，如图１－４?Ｂ所示。??１．３．１?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定性的影响因素??以上主要讨论了界面张力（Ｙ），三相接触角（０），固体粒子半径（尺）对Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ??乳液稳定性的影响，但是通常在实验中，这些参数可能受到其他因素的影响，因??此以下总结了一些影响Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pickering乳液稳定性研究进展[J]. 杨传玺,王小宁,杨诚. 科技导报. 2018(05)
[2]环境响应型Pickering乳液的研究进展[J]. 江存,曾有兰,丁志义,张全元. 胶体与聚合物. 2016(02)
[3]生物来源的固体颗粒制备Pickering乳液的研究进展[J]. 孙翠霞,刘夫国,杨伟,袁芳,高彦祥. 食品工业科技. 2015(15)
[4]由氨解PDVB-alt-MAH纳米粒子作稳定剂的超声乳化-Pickering乳液聚合反应研究[J]. 何剑,陈冬,黄小夏,韩凯,王立伟,邓建元,杨万泰. 高分子学报. 2014(11)
[5]颗粒乳化剂的研究及应用[J]. 易成林,杨逸群,江金强,刘晓亚,江明. 化学进展. 2011(01)
[6]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
[7]纳米粒子稳定乳液及其在纳米结构合成中的应用[J]. 贺拥军,齐随涛,赵世永. 化学进展. 2007(09)
博士论文
[1]淀粉基微纳颗粒乳化剂的构筑与性能[D]. 李琛.江南大学 2015
[2]基于Pickering乳液聚合的功能性聚合物微球制备及机理研究[D]. 殷冠南.复旦大学 2013
本文编号：3651881
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２单层球型粒子稳定Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液示意图
最大值，而在９０°达到最小值，这两个理论的结论正好相反。之后ｋａｐｔａｙ在综??合式１－１和式１－２，研究分析了不同包覆率的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液，发现当固体粒子三??相接触角在７０°和１１０°的时候Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液最稳定，在接近９０°的时候并不??稳定（图?１－３）?［３ｔ）］。??０，２１?ｏ／ｗ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ?｜?｜〇?ｗ／ｏ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??０．１５－－?＋?ｆｏａｍｓ?１?ｉ，??０?ｉ?３０?６０?ＳｊＤ?１２０?１５０?Ｊ?１８０??０，?ｐｅｇ??图１－３乳液稳定性与固体颗粒三相接触角的关系??Ｔａｖａｃｏｉｌ等人考虑到实验环境下重力场对Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定性的影响，提出??参数ＢＱ来衡量重力场作用下粒子是否能稳定在两相界面，其物理意义是重力场??使粒子脱离界面的作用力与界面能使粒子固定在界面上的作用力的比值，如下式：??Ｂ０＝Ｒ２?Ａｐｇ／ａ（＼－?ｃｏｓ?０）?１－３??其中，Ｂ。为重力场使粒子从界面脱落的作用力与界面能使粒子固定在界面??的作用力的比值。为固体粒子的半径，Ａ／？为固体粒子与连续相的密度差，ｇ为??重力加速度，〇为界面张力，ｅ为三相接触角。通常不考虑重力场的影响，只有??在重力场不可忽略时（ｉ？、Ａｐ或ｇ值特别大）才会考虑重力场作用［６】［３５］。??综合上述分析，可以看出有几个重要的因素影响Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液的稳定性：??（１）界面张力７，界面张力直接影响粒子在界面上的吸附能，界面张力越大，??粒子在界面的吸附能越大，形成的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液越稳定。对于确定的体系，界??面张力一般是固定值；??（２）三相接触角０，０为９０°时，吸附能最大有利于乳
?第１章绪?论???１．３?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理??图１－４?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理（Ａ：粒子稳定剂界面膜稳定机理示意图；Ｂ：三维网络结构??稳定机理示意图）??目前，阐述Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定机理的主要观点有：（一）固体粒子吸附在油??水界面形成的粒子膜。固体粒子稳定剂吸附在乳液液滴的油水界面上，紧密排布??形成了一层致密的粒子膜，在空间上直接阻止了乳液液滴之间由碰撞引起的聚并；??另外由于固体粒子稳定剂吸附在液滴表面，也增加了乳液液滴之间的相互斥力，??两者共同作用提高了乳液的稳定性［３６］，如图１－４Ａ所示。目前通过固体粒子进??行染色，采用激光共聚焦等手段，可以观察到固体粒子主要分布在液滴表面，形??成明显的粒子层［３７］。（二）固体粒子在体系中形成一个三维网格结构，提高了乳??液连续相的黏度。固体粒子稳定剂吸附在油－水界面上，由于固体粒子稳定剂间??的相互作用力（静电作用力、范德华作用力等），当体系中乳液液滴之间相互靠??拢，造成粒子与粒子之间，粒子与乳液液滴之间形成相互作用的三维网络结构［６］。??Ｌａｇａｌｙ等［３８］发现膨润土和蒙脱土稳定的Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液体系中存在三维网络结构，??一方面可以有效的减缓或者抑制乳液的分层现象，另一方面可以阻止液滴靠近和??碰撞，减少乳液液滴之间聚并，如图１－４?Ｂ所示。??１．３．１?Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定性的影响因素??以上主要讨论了界面张力（Ｙ），三相接触角（０），固体粒子半径（尺）对Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ??乳液稳定性的影响，但是通常在实验中，这些参数可能受到其他因素的影响，因??此以下总结了一些影响Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液稳定
【参考文献】：
期刊论文
[1]Pickering乳液稳定性研究进展[J]. 杨传玺,王小宁,杨诚. 科技导报. 2018(05)
[2]环境响应型Pickering乳液的研究进展[J]. 江存,曾有兰,丁志义,张全元. 胶体与聚合物. 2016(02)
[3]生物来源的固体颗粒制备Pickering乳液的研究进展[J]. 孙翠霞,刘夫国,杨伟,袁芳,高彦祥. 食品工业科技. 2015(15)
[4]由氨解PDVB-alt-MAH纳米粒子作稳定剂的超声乳化-Pickering乳液聚合反应研究[J]. 何剑,陈冬,黄小夏,韩凯,王立伟,邓建元,杨万泰. 高分子学报. 2014(11)
[5]颗粒乳化剂的研究及应用[J]. 易成林,杨逸群,江金强,刘晓亚,江明. 化学进展. 2011(01)
[6]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
[7]纳米粒子稳定乳液及其在纳米结构合成中的应用[J]. 贺拥军,齐随涛,赵世永. 化学进展. 2007(09)
博士论文
[1]淀粉基微纳颗粒乳化剂的构筑与性能[D]. 李琛.江南大学 2015
[2]基于Pickering乳液聚合的功能性聚合物微球制备及机理研究[D]. 殷冠南.复旦大学 2013
本文编号：3651881
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