一种光响应的Pickering乳液的制备方法

本发明属于响应型乳液技术领域，具体涉及一种光响应的pickering乳液的制备方法。

背景技术：

乳液的热力学不稳定，在热或离心处理下易呈现相分离状态。1903年ramsden、1907年pickering第一次报道固体粒子吸附油水界面可以稳定乳液，使得以固体颗粒代替传统乳化剂制备pickering乳液得到越来越多的关注。与传统乳化剂稳定的乳液相比，固体颗粒稳定的pickering乳液具有更高稳定性、颗粒要求少等优点，在生物医学、化妆品、药剂学和食品等领域显示出巨大的应用前景。

目前，多种颗粒已被用于稳定pickering乳液，如粘土、二氧化硅、碳纳米管、自组装纳米粒子和微凝胶等。基于绿色、环保的发展理念，研究者们倾向于采用天然可再生材料取代pickering乳液中无机粒子稳定剂。纤维素基颗粒因其可持续性、可生物降解性和无毒性成为优选的可再生稳定剂。在各种纤维素颗粒中，纤维素纤维酸水解生成的纳米纤维素(cnc)被视为pickering乳液的有效稳定剂，并已成功应用于乳液体系。但是，pickering乳液的高稳定性和微小尺寸导致难以从外部有效控制聚并反应。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光响应的pickering乳液的制备方法，具有通过光响应从外部有效控制聚并反应的特点。

本发明所采用的技术方案是一种光响应的pickering乳液的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、在超声细胞粉碎机的作用下将光响应性纳米纤维素粉末分散于去离子水中，形成光响应性纳米纤维素分散液，备用；

步骤2、按适宜体积比将油相加入到光响应性纳米纤维素分散液中，在超声细胞粉碎机混合乳化，得到光响应的pickering乳液。

本发明的特点还在于：

步骤1中，光响应性纳米纤维素粉末和去离子水的质量比为1:30～1000；光响应性纳米纤维素粉末为阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素粉末。

步骤2中，体积比为1:0.6～9。

油相为液体石蜡、正庚烷、甲苯、食用油、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯和三氯甲烷中至少一种。

步骤1中，超声细胞粉碎机的功率为20％～50％，分散时间为5min～20min。

步骤2中，超声细胞粉碎机的功率为20％～50％，乳化时间为5min～10min。

光响应的pickering乳液在365nm光照下破乳。

光响应的pickering乳液在ph值为7～14时稳定存在。

本发明的有益效果是：

本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，制备的pickering乳液稳定性强，且具有光响应性，光响应型pickering乳化剂可以随着紫外光波长的调节实现pickering乳化剂瓦解，从而使稳定的光响应的pickering乳液破乳；本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，以光响应性纳米纤维素为稳定剂，通过超声乳化得到具有光响应性的pickering油包水乳液，操作工艺简单，避免了无机纳米粒子对人体和环境带来的不良影响，具有稳定剂用量少、成本低的特点；本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，为响应型pickering乳液在化妆品、生物、农药药物传递等领域的应用提供了新思路。

附图说明

图1是本发明阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素稳定的pickering乳液的外观照片及光学显微镜照片；

图2是原始纳米纤维素稳定的pickering乳液的外观照片及光学显微镜照片；

图3是本发明一种光响应的pickering乳液的光学显微镜图；

图4是本发明一种光响应的pickering乳液经紫外光照射后的光学显微镜图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提出了一种光响应的pickering乳液的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、在超声细胞粉碎机的作用下将光响应性纳米纤维素粉末分散于去离子水中，形成光响应性纳米纤维素分散液，备用；

其中，光响应性纳米纤维素粉末和去离子水的质量比为1:30～1000；光响应性纳米纤维素粉末为阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素粉末；

超声细胞粉碎机的功率为20％～50％，分散时间为5min～20min；

步骤2、按适宜体积比将油相加入到光响应性纳米纤维素分散液中，在超声细胞粉碎机混合乳化，得到光响应的pickering乳液；

其中，体积比为1:0.6～9；

油相为液体石蜡、正庚烷、甲苯、食用油、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸六氟丁酯和三氯甲烷中至少一种；

超声细胞粉碎机的功率为20％～50％，乳化时间为5min～10min；

光响应的pickering乳液在365nm光照下破乳；

光响应的pickering乳液在ph值为7～14时稳定存在。

本发明首先通过raft(可逆加成-断裂链转移)聚合法合成阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物，然后将其用于纳米纤维素的改性，再以改性后的阴离子型光响应纳米纤维素作为pickering稳定剂制备光响应性的pickering水包油乳液。该乳液稳定性强，且具有光响应性。

实施例1

本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量比为1:1000分别称取阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素粉末和去离子水，在功率为50％的超声细胞粉碎机的作用下分散5min，形成光响应性纳米纤维素分散液；

步骤2、按体积比为1:9将混合油相加入到光响应性纳米纤维素分散液中，在功率为20％的超声细胞粉碎机中混合乳化10min，得到光响应的pickering乳液，其ph值为13。

其中，混合油相为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸六氟丁酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸六氟丁酯的质量比为8:2:1。

实施例2

本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量比为1:1000分别称取阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素粉末和去离子水，在功率为20％的超声细胞粉碎机的作用下分散10min，形成光响应性纳米纤维素分散液；

步骤2、按体积比为1:0.6将液体石蜡加入到光响应性纳米纤维素分散液中，在功率为35％的超声细胞粉碎机中混合乳化10min，得到光响应的pickering乳液，其ph值为12。

实施例3

本发明一种光响应的pickering乳液的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量比为1:100分别称取阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素粉末和去离子水，在功率为40％的超声细胞粉碎机的作用下分散10min，形成光响应性纳米纤维素分散液；

步骤2、按体积比为1:9将正庚烷加入到光响应性纳米纤维素分散液中，在功率为50％的超声细胞粉碎机中混合乳化5min，得到光响应的pickering乳液，其ph值为7。

图2、1分别是原始纳米纤维素(cnc)和阴离子型光响应两亲性嵌段共聚物改性的纳米纤维素(mcnc)所稳定的pickering乳液的外观照片和光学显微镜照片。由图2可知，未改性的cnc不能有效稳定油相，超声乳化后快速分层，上层为密度较小的油相，下层为cnc水分散液，光学显微照片中观察到不规整的油滴，这说明原始纳米纤维素的乳化性能较差；而mcnc作为稳定剂时，能得到乳白色稳定的乳液，且乳液液滴呈规则的球形，如图1所示。这是因为未改性的cnc表面有丰富的羟基，亲水性太强，使其几乎完全分散在水相中，不能有效的吸附在油水界面稳定乳液；而经阴离子型光响应两亲性三嵌段共聚物改性后，粒子表面的润湿性得到了改善，具有更好的油水界面两亲性，从而产生稳定的乳液。

经实验验证，本发明利用阴离子型光响应两亲性嵌段改性的纳米纤维素制备的光响应的pickering乳液。随着静置时间的延长，经紫外光照射后的pickering乳液的乳化层体积减小程度比未经紫外光照射的pickering乳液的乳化层体积减小程度大。表明光响应的pickering乳液具有紫外光响应的特性。

由图3、4的光学显微镜图中可以看出，紫外光照射后的光响应的pickering乳液粒径较大，说明紫外光可以加速乳液发生破乳及相分离。