Pickering乳液模板法制备Janus粒子

本文以SiO₂粒子稳定的水包油(O/W)型Pickering乳液作为模板, 在乳液连续相进行SI-ATRP, 将聚合物刷接枝到SiO₂粒子外半表面, 破乳得到半修饰的Janus粒子.     

纤维素纳米晶稳定的Pickering乳液法模板制备微胶囊的研究现状

纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)具有高结晶度、高杨氏模量、高长径比、高比表面积、纳米尺寸效应、化学可修饰以及可降解等优异性质,从而被广泛应用于Pickering乳液微胶囊的制备.本文主要回顾了CNCs的制备和改性方法,并介绍了不同条件下获得的CNCs以及CNCs衍生物的理化性质;阐...     

Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微球

Pickering乳滴模板法制备有机/无机杂化的核壳微球越来越引起人们的关注,主要因为该方法制备出的微球具有以无机粒子为壳层的超粒子结构(supracolloidal structure),能够赋予微球独特的功能.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,得到稳定Pickering乳液,固定乳滴表面的胶体粒子来制备核壳结构的微球或者以胶体粒子为壳层的微胶囊(colloidosome).本文综述了我们课题组以Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微胶囊包括实心微球方面的工作.我们选择具有不同性能、种类的胶体粒子以及具有不同性质和功能的核材料,采用Pickering乳滴模板法,对吸附在乳滴表面的胶体粒子用不同的固定方法制备具有不同结构和性能的微球和微胶囊,利用基于多重Pickering乳液的聚合技术制备双纳米复合的超粒子结构多核聚合物微球.     

开关型Pickering乳液体系

Pickering乳液以胶体尺寸的固体粒子代替传统表面活性剂作为稳定剂,具有超稳定,生物相容性好以及对环境友好等优点。开关型Pickering乳液可随pH值、CO₂/N₂浓度、温度、磁场强度及光强度等条件的变化而改变固体乳化剂的表面润湿性,实现在“乳化”与“破乳”之间的快速转换,在非均相催化、乳液聚合等诸多领域有广泛的应用前景。本文全面总结了近年来开关型Pickering乳液的研究进展及其在界面催化系统、液膜处理有机废水、药物的包封与释放等方面的应用。     

小分子液滴为模板制备有机-无机杂化纳米微胶囊

通过细乳液聚合,在正辛烷液滴外包覆一层苯乙烯与甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅丙酯(MPS)的共聚物,制备了有机-无机杂化纳米微胶囊.通过透射电镜和动态光散射粒径仪观测其形态,用红外光谱表征了其分子结构.讨论了聚合方法对微胶囊制备的影响;通过溶度参数的计算和实验验证,发现配方中单体体积分数需小于36%才能得到微胶囊;通过界面自由能模型的计算和动力学分析,说明了微胶囊形成的热力学原因;发现共聚物中MPS的加入有利于微胶囊的形成,但若MPS的含量过大将会导致胶囊塌陷;最后阐明了这种微胶囊制备过程的机理.     

单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料

采用二步加料的分散聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球,并使其水解,得到水包油(O/W)型Pickering乳液稳定剂.在Pickering乳液聚合过程中,利用相分离机制,形成了聚苯乙烯(PSt)和PGMA复合为整体囊壳的微胶囊相变材料.微胶囊平均粒径达76μm,囊芯含量高达83%,相变焓达到174 J/g,具有很高的储热容量.     

Pickering乳液的制备和应用研究进展

Pickering乳液是一种由固体粒子代替传统有机表面活性剂稳定乳液体系的新型乳液。与传统乳液相比,Pickering乳液具有强界面稳定性、减少泡沫出现、可再生、低毒、低成本等优势,在化妆品、食品、制药、石油和废水处理等行业具有广阔的应用前景,受到越来越多研究者们的关注。本文综述了近年来Pickering乳液的研究进展,先介绍Pickering乳液相对于表面活性剂乳液的特色与优势,然后介绍Pickering乳液的制备研究进展,最后介绍Pickering乳液的应用研究进展。     

界面聚合法制备正二十烷微胶囊化相变储热材料

采用界面聚合的方法, 以甲苯鄄2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二胺(EDA)为反应单体, 非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚(OP)为乳化剂, 合成了正二十烷为相变材料的聚脲包覆微胶囊. 结果表明, 二异氰酸酯和乙二胺按质量比1.9:1 进行反应. 以透射电镜和激光粒度分析仪分析微胶囊, 测得空心微胶囊直径约为0.2 μm, 含正二十烷微胶囊约为2-6 μm. 红外光谱分析证明, 壁材料聚脲是由TDI 及EDA 两种单体形成的. 正二十烷的包裹效率约为75%. 微胶囊的熔点接近囊芯二十烷的熔点, 而其储热量在壁材固定时随囊芯的量而变. 热重分析表明, 囊芯正二十烷、含正二十烷的微胶囊以及壁材料聚脲, 能够耐受的温度分别约为130 ℃、170 ℃及270 ℃.     

埃洛石纳米管稳定的Pickering高内相乳液模板制备大孔聚合泡沫吸附分离三氟氯氰菊酯

利用天然粘土埃洛石纳米管和少量非离子表面活性剂吐温80为乳化剂构建了水包油（O/W）型Pickering高内相乳液（HIPEs）,并以其为模板制备了大孔聚合泡沫（MPFs）。MPFs具有开口的大孔结构、丰富的内部交联孔道和亲水的表面,且在水中呈悬浮状态,这些特点均有利于吸附水体系中的菊酯类农药。结合静态吸附实验研究了MPFs吸附三氟氯氰菊酯的平衡与动力学行为。结果表明,准一级动力学方程与Langmuir等温方程分别较好地拟合了吸附动力学与平衡数据（相关性系数（R²）>0.99）,证明了吸附过程是一个单分子层的化学吸附过程。298 K时MPFs对三氟氯氰菊酯的吸附平衡时间和饱和吸附容量分别为240 min和23.98 μmol·g^-1,且吸附容量随着温度与三氟氯氰菊酯初始浓度的升高而逐渐增大。研究证明了水中呈悬浮状态的MPFs是理想和稳定的吸附剂,可有效去除水溶液中疏水性有机污染物。     

细乳液聚合法制备有机/无机纳米复合材料

无机纳米粒子的引入可以使聚合物材料获得抗菌、导电和防紫外等诸多特性,但无机纳米粒子在聚合物基质中易团聚、引入量少,难以充分发挥其优点。细乳液聚合法基于其独特的成核方式--液滴成核,能够提高无机纳米粒子在聚合物基中的分散性和引入量,且复合材料的形貌易于控制,是目前制备特殊形貌有机/无机纳米复合材料的一种有效手段。本文介绍了有机/无机复合纳米材料的细乳液制备过程,综述了近年来不同无机纳米粒子与有机基质复合的研究进展,例如：纳米SiO₂、纳米ZnO、金属纳米粒子、纳米氧化石墨烯等。最后就其发展现状提出了几点建议。     

乳液模板法制备自修复缓蚀双功能微胶囊

首先以木质素磺酸钙作为乳化剂稳定含有桐油（Tung oil）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）和1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）的油相,通过紫外辐照引发油相中GMA和HDDA的聚合形成交联聚丙烯酸酯微胶囊壳层;然后向水相中加入苯胺单体,通过木质素磺酸钙和苯胺之间的静电作用将苯胺吸附于微胶囊外表面,以过硫酸铵引发氧化聚合反应形成聚苯胺（PANI）壳层,成功制备得到负载桐油的聚苯胺（Tung oil-PGMA@PANI）微胶囊。该微胶囊为复合壳层结构,其中交联聚丙烯酸酯壳层可以稳定乳液滴形貌并提高微胶囊韧性,PANI壳层赋予微胶囊防腐性能,并且微胶囊内部负载的桐油可以赋予微胶囊自修复性能。添加Tung oil-PGMA@PANI微胶囊的水性环氧涂层表现出优异的自修复性能和防腐蚀性能。     

基于Pickering乳液的磁性高强水凝胶的制备及性能表征

合成了一种磁性Fe3O4纳米颗粒稳定的水包油(O/W)Pickering乳液并以其作为交联剂,在适宜条件下引发单体丙烯酰胺聚合来制备了一种新型的磁性高强复合水凝胶.采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(SEM)分别对磁性Fe3O4纳米颗粒和复合水凝胶的结构进行了表征,结果表明Pickering乳胶粒子较均匀地分布在复合凝胶网络中.溶胀性能测试及溶胀动力学分析表明复合水凝胶具有良好的溶胀性能,能够吸收自身干重100倍左右的水,其溶胀过程不遵循Fickian扩散模型;拉伸测试表明该水凝胶具有优异的力学性能,其拉伸强度能够达到150 kPa左右,断裂伸长率能够达到300%左右,并且当其承受的应力释放后能快速地恢复到初始形态.磁性能测试的结果显示该水凝胶具有良好的磁性.     

以聚脲为囊壁薄荷素油微胶囊的制备及表征

采用界面聚合法,以薄荷素油为芯材,以异佛尔酮二异氰酸酯为壁材单体,在催化剂四甲基乙二胺作用下和水反应形成聚脲外壳,制备出了薄荷素油微胶囊.通过扫描电镜、激光粒度分析仪、傅里叶红外光谱仪及热重分析仪分别对香精微胶囊的表面形貌、粒径分布、单体反应情况和热稳定性进行了分析表征.通过紫外可见分光光度计对香精微胶囊包覆率进行了测定.并分析了均质化速率和微胶囊平均粒径的关系以及不同乳化剂种类和芯壁比条件下微胶囊的形貌特征.结果表明,微胶囊平均粒径随均质化速率的增大而减小,下降到1μm左右时趋于平稳,当乳化剂采用聚乙烯醇且芯壁比为4∶1时,微胶囊形貌最佳,为规整球形.最终测得微胶囊芯材包覆率为84.09 wt%,粉末状微胶囊样品含油率为72.64 wt%,并且微胶囊芯材具有良好的热稳定性.     

粒子与聚合物协同稳定高内相Pickering乳液

选用二氧化硅纳米粒子(H30)和聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)为复合稳定剂, 成功制备出内相体积分数高达90%的高内相Pickering 乳液. 对照实验表明: 单独用H30粒子作稳定剂, 内相体积分数上限为75%; 单独用PLGA 作稳定剂, 发生严重相分离, 不能形成乳液. 无机纳米粒子与聚合物之间的协同作用在制备高内相乳液的过程中起到了关键作用. 因此, 使用无机粒子和聚合物作为混合稳定剂制备高内相乳液是一种新型而有效的方法.     

表面活性剂-纳米粒子协同稳定Pickering乳液的双相反转实验设计

本实验以表面活性剂原位改性纳米粒子协同稳定Pickering乳液为研究对象,通过对乳液的双相反转行为研究,探究表面活性剂分子在纳米粒子表面的吸附模式,加深学生对胶体与界面化学领域相关原理的理解,培养学生综合实验能力和分析推理能力。     

Pickering乳液模板法制备pH响应型双重防腐蚀功能微胶囊

首先以SiO_2纳米粒子作为Pickering乳化剂稳定含有苯胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的油相;然后以紫外光引发GMA和HDDA聚合,在油水界面快速形成聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)壳层;最后加入过硫酸铵引发苯胺在油水界面的化学氧化聚合形成聚苯胺(PANI)壳层,从而得到PGMA@PANI微胶囊。该微胶囊具有复合壳层结构,PGMA壳层可以稳定乳液滴形貌并提高微胶囊韧性,PANI壳层赋予微胶囊防腐及pH响应释放性能。在PGMA@PANI微胶囊内部负载缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(MBT)后形成的MBT-PGMA@PANI微胶囊具备双重防腐蚀功能。电化学阻抗谱测试研究表明将MBTPGMA@PANI微胶囊添加到环氧树脂涂层中可显著提高涂层的防腐蚀性能。     

基于氧化淀粉的新型Pickering苯丙乳液表面施胶剂的合成

以苯乙烯、丙烯酸丁酯为单体,过硫酸铵为引发剂,氧化淀粉作固体粒子乳化剂,采用无皂乳液聚合的方法来制备Pickering苯丙聚合物乳液,考察了不同含量的氧化淀粉对乳液固含量、转化率、卡伯值以及稳定性的影响,并对制备的Pickering苯丙聚合物乳液进行了粒径、红外光谱表征,当氧化淀粉的含量为2%时,制备的Pickering苯丙聚合物乳液转化率为96%,粒径为264.4nm,卡伯值为71.4g/m~2,抗水性和稳定性较好.     

SiO_2纳米颗粒与聚氧乙烯对Pickering乳液的协同稳定作用

研究了聚氧乙烯(PEO)与SiO2纳米颗粒对水/二甲苯体系Pickering乳液的协同稳定作用.实验发现,PEO的存在减小了乳液液滴的平均直径,抑制了乳液的相反转,有效阻止了乳液的熟化,使乳液具有更好的稳定性.进一步对纳米颗粒膜的流变性质进行研究,结果表明,PEO高分子促进了纳米颗粒形成更大尺寸的聚集结构,提高了其在界面上的吸附性,增强了颗粒膜的力学性能,在较小颗粒用量条件下使得Gibbs稳定性判据得到满足.     

UV界面聚合法制备含磷环氧微胶囊及其性能研究

通过双酚A环氧与DOPO反应,合成含磷环氧树脂,并以此为囊芯,环氧丙烯酸酯和可聚合乳化剂共聚物为囊壁,通过UV界面自由基聚合制备兼具阻燃性和自修复性能的含磷环氧微胶囊,并对产物微胶囊的性质进行了进一步研究。用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征了含磷环氧微胶囊的核―壳化学结构和表面形态。采用差热扫描(DSC)分析了囊芯环氧树脂与固化剂的反应活性。通过热重分析法(TG)和极限氧指数法(LOI)研究了含磷环氧微胶囊的热稳定性及其在环氧复合材料中的阻燃性。结果表明:通过UV界面自由基聚合,在相分离作用下,能方便地实现微胶囊化,且所制含磷环氧微胶囊囊芯具明显的反应活性,其热稳定性和阻燃性能满足自修复复合材料性能要求。     

CO2响应型Pickering乳液的构筑及应用

互不相溶的油/水两相在固体颗粒的作用下,其中一相以小液滴形式溶于另一相中形成的乳液称为Pickering乳液。由于其制备成本低、稳定性强且环境友好,目前已应用于医药、食品及化妆品等多个领域。在实际的应用中,具有长期稳定性质和可快速乳化/破乳的乳液在石油开采、催化等领域需求广泛,因而制备具有环境刺激响应性质的Pickering乳液迫在眉睫。与pH、磁场、温度、光等刺激手段相比,CO₂响应型乳液具有廉价易得、无污染、响应迅速、生物相容性好等优势,是解决产品循环回收问题的有效策略。目前CO₂刺激响应型Pickering乳液体系仍处于研究的初级阶段,且该乳液的响应机制、构筑策略仍有待明确和拓展。本文总结了Pickering乳液的稳定/响应机制,综述了CO₂响应型Pickering乳化剂的种类及构筑策略,列举了其在乳液聚合、界面催化、生物医药领域的应用进展,并展望了其未来的发展前景。