Page 127 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 余 爵，等: 木质素/TiO 2 复合纳米颗粒的制备及其防晒应用 ·2093·

虑改性颗粒的使用安全性。按 1.4.6 节方法进行核磁 到了 9.0%（表 1），较高的包覆量以及 OL 自身较
测试，如图 6 所示。图 6 中，THF 在以氘代 DMSO 佳的抗紫外能力 [26] 使得相同掺量下，含 OL@TiO 2
1
为溶剂的 HNMR 中一般有两个峰，分别位于 δ 1.76 的防晒霜具有较高的 SPF 值，在添加了质量分数为
和 3.60 处。而在本实验中，3 种木质素改性颗粒上 10%和 20%时，防晒霜的 SPF 值可以达到 43.88 和
清液的核磁谱图中均不存在上述两个特征峰，表明 72.83，为相同掺量下 TiO 2 防晒霜 SPF 值的 2 倍。
上清液中并不存在 THF。分析认为，在改性颗粒分 AL@TiO 2 中木质素质量分数为 8.4%，掺量为质量
离干燥过程中，溶剂 THF 已被完全除去。 分数 10%和 20%时，防晒霜的 SPF 值也达到 30.98
和 55.25，具有较佳防晒性能。

图 6 2 mg/mL 木质素改性 TiO 2 颗粒分散液上清液的
1 HNMR
1
Fig. 6 HNMR spectra of 2 mg/mL clear supernatant of 图 7 纯霜体中掺入质量分数为 10%的 TiO 2 或木质素改
lignin-modified TiO 2 in DMSO-d 6 性 TiO 2 的紫外透过图谱
Fig. 7 UV transmittance of pure cream blended with mass
2.2 木质素改性 TiO 2 复合纳米颗粒的抗紫外性能 fraction 10% of TiO 2 or lignin-modified TiO 2

研究
表 2 掺入不同质量分数 TiO 2 和木质素改性 TiO 2 防晒霜
为探究木质素改性对 TiO 2 抗紫外性能的影响，
的 SPF 值
实验将 TiO 2 及 AL@TiO 2 、OL@TiO 2 和 EHL@TiO 2 Table 2 SPF values of pure creams blended with different
复合纳米颗粒分别作为唯一防晒组分添加到护手霜 amounts of TiO 2 or lignin-modified TiO 2
中制备防晒霜，测定不同掺量下防晒霜的紫外透过 掺入相应质量分数颗粒的 SPF 值
样品
率并计算 SPF 值。图 7 展示了护手霜纯霜体（图中 5% 10% 20%
简称 C）中掺入质量分数为 10%的 TiO 2 及其木质素 TiO 2 10.19±0.52 16.37±0.29 35.99±3.23
改性颗粒紫外透过图谱。图 7 中，护手霜中没有防 AL@TiO 2 15.99±0.71 30.98±0.24 55.25±3.20
OL@TiO 2 18.26±1.85 43.88±2.09 72.83±1.14
晒成分，因此几乎没有紫外阻隔性能。TiO 2 因为自
EHL@TiO 2 14.95±0.43 22.66±1.14 40.30±2.21
身具有一定的紫外吸收、散射和反射性能，能够阻

隔大量的紫外辐射，而经过木质素改性后，其紫外 为了更直观地验证木质素包覆量及自身结构对
阻隔性能进一步提升，添加 AL@TiO 2 、OL@TiO 2 TiO 2 紫外防护性能的影响，实验通过控制木质素投
和 EHL@TiO 2 复合纳米颗粒的防晒霜在相同掺量下 料量，使之可以完全与 TiO 2 颗粒反应，将不同木质
紫外透过率均低于添加 TiO 2 的防晒霜。 素 在 表 面的包 覆量 均控制 在 6.0% ，分 别测定
根据紫外透过率计算各防晒霜的 SPF 值如表 2 AL@TiO 2 -6.0% 、 OL@TiO 2 -6.0% 及 EHL@TiO 2 -
所示。添加质量分数为 10%和 20% TiO 2 防晒霜的 6.0%为唯一防晒组分，掺入质量分数为 10%的防晒
SPF 值分别为 16.37 和 35.99，达到了一般防晒的要 霜的紫外防护性能，并与相同掺量 AL、OL、EHL
求。但是，由于 TiO 2 易团聚，添加量如此之大的防 基防晒霜进行对比，测得不同防晒霜的 SPF 值如表
晒霜使用时难以分散，肤感很差。TiO 2 经过木质素 3 所示。表 3 中，在相同包覆量下，经过 AL、OL、
表面包覆改性之后在霜体中分散性能明显提升，同 EHL 改性过的 TiO 2 的紫外防护能力与木质素本身
时紫外防护能力也大幅提高。由于不同木质素在溶 的紫外防护能力呈正相关关系 [18] ，其中，添加 OL
剂中的分散性能及其自身羧基含量的不同，导致在 和 OL@TiO 2 的防晒霜 SPF 值最大，分别为 8.46 和
TiO 2 表面包覆量略有差异，进而影响复合纳米颗粒 31.61。EHL 自身紫外防护能力较弱，包覆到 TiO 2
的防晒性能。OL@TiO 2 中木质素质量分数最大，达 表面虽然也能提升其紫外防护能力，但是幅度有限。