本發(fā)明屬于材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法。
背景技術(shù)：
Pickering乳液是指采用固體顆粒取代傳統(tǒng)表面活性劑穩(wěn)定的乳液，Pickering乳液的性質(zhì)與顆粒表面潤(rùn)濕性有很大的關(guān)系，過(guò)于親水、過(guò)于疏水都不能形成Pickering乳液。與傳統(tǒng)表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液相比，Pickering乳液具有其自身的優(yōu)勢(shì)：1)能顯著降低乳化劑的用量，節(jié)約成本；2)對(duì)人體的毒害作用遠(yuǎn)小于表面活性劑；3)對(duì)環(huán)境友好；4)不易受到外界環(huán)境因素的影響，乳液穩(wěn)定性強(qiáng)。因此在化妝品、食品加工、生物醫(yī)藥及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用前景。
目前，常用的是無(wú)機(jī)固體顆粒大多以無(wú)機(jī)納米粒子為主，但無(wú)機(jī)納米粒子的使用不僅會(huì)造成嚴(yán)重的堆積問(wèn)題，還對(duì)人體和環(huán)境都有很大的影響。為了解決這一問(wèn)題，有機(jī)天然納米顆粒作為Pickering穩(wěn)定劑越來(lái)越受到研究者們的關(guān)注，其中，淀粉、甲殼素、殼聚糖和納米纖維素等天然多糖的納米粒子是目前研究的方向。
納米纖維素(CNC)除了具有天然纖維素的基本結(jié)構(gòu)和性能，如：生物降解性、可持續(xù)再生性外，還兼具納米粒子的優(yōu)良性能，如：高純度、較大的表面積、較高的楊氏模量、高結(jié)晶度及高透明性。將納米纖維素作為增強(qiáng)相，可廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料領(lǐng)域，能改善材料的力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及電學(xué)性能，現(xiàn)已成為一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。然而由于CNC表面具有大量的羥基，親水性極強(qiáng)，用做Pickering乳液穩(wěn)定劑時(shí)，不能有效的穩(wěn)定乳液，因此需要對(duì)其進(jìn)行表面改性，使其具有一定的疏水性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，先通過(guò)RAFT聚合法合成兩親性嵌段共聚物并將其接枝改性納米纖維素使其具有兩親性，再以改性后的納米纖維素作為Pickering穩(wěn)定劑制備Pickering乳液，制備出的Pickering乳液具有CNC用量少及應(yīng)用成本低的特點(diǎn)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟1、取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素(MCNC)并將其研磨成粉末，得到兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末；
步驟2、將經(jīng)步驟1得到的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末分散于去離子水中形成改性納米纖維素分散液；
步驟3、稱(chēng)取油性溶劑添加到經(jīng)步驟2得到的改性納米纖維素分散液中，混合乳化后形成穩(wěn)定的Pickering乳液。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：
在步驟1中：
兩親性嵌段共聚物中的親水性嵌段為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚N，N-二甲氨基乙酯；疏水性嵌段為聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸六氟丁酯或聚甲基丙烯酸六氟丁酯。
步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟2.1、按質(zhì)量比為1：25～1000分別稱(chēng)取經(jīng)步驟1得到的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水；
步驟2.2、將步驟2.1中稱(chēng)取的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水混合，形成混合液；
步驟2.3、將經(jīng)步驟2.2得到的混合液置于功率為20％～50％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散，得到顏色呈淡黃色的改性納米纖維素分散液。
步驟2.3中分散時(shí)間為：5min～20min。
步驟3具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟3.1、稱(chēng)取油性溶劑添加到經(jīng)步驟2得到的改性納米纖維素分散液中，其中油性溶劑與改性納米纖維素分散液的體積比為1：1～9，形成混合物；
步驟3.2、將經(jīng)步驟3.1得到的混合物置于功率為20％～50％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中混合乳化，得到穩(wěn)定的Pickering乳液。
改性納米纖維素分散液的pH值范圍為1～10。
油性溶劑具體為液體石蠟、正庚烷、甲苯、食用油、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或三氯甲烷。
本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，先通過(guò)RAFT聚合法合成兩親性嵌段共聚物并將其接枝改性納米纖維素使其具有兩親性，再以改性后的納米纖維素作為Pickering穩(wěn)定劑制備出Pickering乳液；在制備過(guò)程中：Pickering乳液具有CNC用量少及應(yīng)用成本低的特點(diǎn)。
(2)在本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法中，改性后的納米纖維素(簡(jiǎn)稱(chēng)MCNC)在保持其原有的高純度、較大的表面積、較高的楊氏模量、高結(jié)晶度及高透明性等性能的同時(shí)，又具有兩親性，可以作為Pickering穩(wěn)定劑制備Pickering乳液。
(3)本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，避免了無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)人體和環(huán)境帶來(lái)的不良影響。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法制備出的改性納米纖維素Pickering乳液的光學(xué)顯微鏡照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟1、取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素(MCNC)并將其研磨成粉末，得到兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末；
其中，兩親性嵌段共聚物中的親水性嵌段為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚N，N-二甲氨基乙酯；疏水性嵌段為聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸六氟丁酯或聚甲基丙烯酸六氟丁酯；
步驟2、將經(jīng)步驟1得到的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末分散于去離子水中形成改性納米纖維素分散液，具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟2.1、按質(zhì)量比為1：25～1000分別稱(chēng)取經(jīng)步驟1得到的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水；
步驟2.2、將步驟2.1中稱(chēng)取的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水混合，形成混合液；
步驟2.3、將經(jīng)步驟2.2得到的混合液置于功率為20％～50％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散5min～20min，得到顏色呈淡黃色的改性納米纖維素分散液。
步驟3、稱(chēng)取油性溶劑添加到經(jīng)步驟2得到的改性納米纖維素分散液中，混合乳化后形成穩(wěn)定的Pickering乳液，具體按照以下步驟實(shí)施：
步驟3.1、稱(chēng)取油性溶劑添加到經(jīng)步驟2得到的改性納米纖維素分散液中，其中油性溶劑與改性納米纖維素分散液的體積比為1：1～9，形成混合物；
其中，改性納米纖維素分散液的pH值范圍為1～10；
油性溶劑在乳液制備所處溫度下呈液態(tài)，且不溶于水的油相物質(zhì)；油性溶劑具體為液體石蠟、正庚烷、甲苯、食用油、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或三氯甲烷。
步驟3.2、將經(jīng)步驟3.1得到的混合物置于功率為20％～50％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中混合乳化，得到穩(wěn)定的Pickering乳液。
實(shí)施例1
取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素(MCNC)并將其研磨成粉末，得到兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末；
按質(zhì)量比為1：1000分別稱(chēng)取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水；將稱(chēng)取的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水混合，形成混合液；將混合液置于功率為20％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散5min，得到顏色呈淡黃色的改性納米纖維素分散液；
稱(chēng)取液體石蠟添加到改性納米纖維素分散液中，其中液體石蠟與改性納米纖維素分散液的體積比為1：9，形成混合物；其中，改性納米纖維素分散液的pH值范圍為1；將得到的混合物置于功率為20％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中混合乳化，得到穩(wěn)定的Pickering乳液。
實(shí)施例2
取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素(MCNC)并將其研磨成粉末，得到兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末；
按質(zhì)量比為1：100分別稱(chēng)取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水；將稱(chēng)取的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水混合，形成混合液；將混合液置于功率為30％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散10min，得到顏色呈淡黃色的改性納米纖維素分散液；
稱(chēng)取正庚烷添加到改性納米纖維素分散液中，其中正庚烷與改性納米纖維素分散液的體積比為1：7，形成混合物；其中，改性納米纖維素分散液的pH值范圍為7；將得到的混合物置于功率為30％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中混合乳化，得到穩(wěn)定的Pickering乳液。
實(shí)施例3
取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素(MCNC)并將其研磨成粉末，得到兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末；
按質(zhì)量比為1：25分別稱(chēng)取兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水；將稱(chēng)取的兩親性嵌段共聚物改性的納米纖維素粉末和去離子水混合，形成混合液；將混合液置于功率為30％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散20min，得到顏色呈淡黃色的改性納米纖維素分散液；
稱(chēng)取甲基丙烯酸甲酯添加到改性納米纖維素分散液中，其中甲基丙烯酸甲酯與改性納米纖維素分散液的體積比為1：1，形成混合物；其中，改性納米纖維素分散液的pH值范圍為9；將得到的混合物置于功率為40％的超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中混合乳化，得到穩(wěn)定的Pickering乳液。
本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，先通過(guò)RAFT聚合法合成兩親性嵌段共聚物并將其接枝改性納米纖維素使其具有兩親性，再以改性后的納米纖維素作為Pickering穩(wěn)定劑制備Pickering乳液，如圖1所示，制備出的乳液液滴直徑為10μm～50μm。本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，具有CNC用量少及應(yīng)用成本低的特點(diǎn)，
本發(fā)明利用改性納米纖維素制備Pickering乳液的方法，屬于新材料與生物技術(shù)領(lǐng)域，所制得的乳液在室溫下存放3個(gè)月未出現(xiàn)明顯的破乳現(xiàn)象。