Page 43 - 精细化工2020年第2期

第 2 期 王 肖，等: γ-FeOOH-g-PDMAEMA 稳定的 Pickering 乳液及其响应性能 ·245·

图 4 为 γ-FeOOH-Br 和 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 因为加入的 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 可吸附于油水
的 TGA 对比。 两相界面，增加两相界面的接触面积，使得油水两
相形成均匀的乳液液滴。而当乳化剂用量太少时，
不足以稳定油相液滴，随着乳化剂质量分数的增加，
有足够的 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 以稳定油相液滴，
乳液体积也随之越来越大。该乳液体系可以稳定 3 d
以上。Pickering 乳液的稳定性很大程度上取决于固
体颗粒的部分润湿性。

图 4 γ-FeOOH-Br（a）和 γ-FeOOH-g-PDMAEMA（b）
热重曲线
Fig. 4 TG curves of γ-FeOOH-Br (a) and γ-FeOOH-g-
PDMAEMA (b)

从 γ-FeOOH 热重曲线 [14] 可知，γ-FeOOH 在第二
阶段失重过程的温度范围为 220~304 ℃；从图 4a
中可以看出，γ-FeOOH-Br 第二阶段失重过程的温度
范围为 200~300 ℃。与 γ-FeOOH 相比，γ-FeOOH-Br 图 5 不同质量分数的 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 制得的乳
的热重曲线明显左移，这是因为 γ-FeOOH 纳米粒子 液（a）及室温静置 3 d 后乳液的光学照片（b）
Fig. 5 Optical pictures of Pickering emulsions prepared
表面的引发剂在更低的温度下，发生分解导致的失 with different mass fractions of γ-FeOOH-g-
重，由此表明实现了溴代异丁酸对 γ-FeOOH 纳米粒 PDMAEMA (a) and after standing for 3 d (b) at
room temperature
子 的有效 改性 ，表面 成功 修饰了 引发 剂。 与

γ-FeOOH-Br 相比，γ-FeOOH- PDMAEMA 的热重曲
表面张力随 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的质量分
线明显左移（图 4b），这是由于 γ-FeOOH 纳米粒子
数变化曲线见图 6。
接枝聚合物后高温稳定性降低，在 250 ℃左右时，
PDMAEMA 明显分解 [15] 。继续升温至 800 ℃，
γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的残留量为 80%，γ-FeOOH-
Br 的残留量为 89%，可以得出 γ-FeOOH 纳米粒子
表面接枝 PDMAEMA 的质量分数约为 9%，与设计
的理论值 10%相差不大。证明了 PDMAEMA 已成功
接枝到 γ-FeOOH 纳米粒子表面。
2.3 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的乳化作用
Pickering 乳化剂的质量分数对乳液的稳定性有
着重要的影响 [16] 。图 5 是 γ-FeOOH-g-PDMAEMA

质量分数分别为 0.01%、0.02%、0.05%、0.2%、0.5%、 图 6 表面张力随 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的质量分数变化
0.8%时乳液的光学照片。 曲线
γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的质量分数为 0.01% Fig. 6 Surface tension as a function of concentration of
γ-FeOOH-g-PDMAEMA
时，Pickering 乳液只有下层的水相有颜色，出现明
显的油水分层现象，说明未形成乳液。当 γ-FeOOH- 由图 6 可知，当 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 的质量
g-PDMAEMA 的质量分数为 0.5%时，Pickering 乳液 分数为 0.8%时，表面张力（SFT）从 72 mN/m 持续
颜色分布均匀，无油水分层现象，乳化效果较好。 下降到 43 mN/m，表明 γ-FeOOH-g-PDMAEMA 具
继续增加到 0.8%时，Pickering 乳液与乳化剂质量分 有表面活性特征，对空气-水界面显示出高的亲和
数为 0.5%的乳液相差无几，无油水分层现象。这是 力，这与 PDMAEMA 链的两亲特性相关。综上可知，