Page 20 - 《精细化工》2020年第5期
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·870· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
该课题组 [61] 以两种不混溶的碳酸钠和乙醇为内 精细调控及大批量制备的方法显得尤为重要。
相,植物油(VO)为连续相制备出(W 1 + W 2 )/ O 1.4 刺激响应调控法
型反相 Janus 乳液。由于碳酸钠会水解产生弱酸诱 刺激响应调控法通常是指在受到外界环境刺激
导 VO 内脂肪酸去质子化,水相和油相间的界面张 (pH、温度、盐和光等)下,含有刺激响应基团的
力值更低,乳液的拓扑结构会更稳定,通过改变液 表面活性剂分子结构、物化性质及表面活性发生改
滴内相的组成来对反相 Janus 乳液的拓扑结构进行 变,从而诱导乳液体系内两相界面张力发生变化,
调节。 最终对复合乳液拓扑结构造成影响。
除此之外,KOETZ 课题组 [48] 使用吐温 80 和磷 2013 年,GUENOUN 课题组 [63] 合成了含有 pH
脂质为表面活性剂,不混溶的橄榄油和 SO 为内部 响应单体的二嵌段共聚肽两亲分子,随着 pH 的增
油相,高能乳化振动一步得到 Janus 液滴。研究发 大,乳液的拓扑结构从 O/W 型乳液到 W/O/W 型双
现,吐温 80 和磷脂质在 Janus 乳液拓扑结构的调控 乳液或更复杂的 O/W/O/W 型复合乳液,再到 W/O
上具有协同作用,能够减小液滴尺寸,降低油相和 型乳液,特别是在 pH=5.8 时,乳液会表现出 W/O/W
水相间的界面张力,使乳液体系更稳定。液滴粒径 型复合乳液。此外,当 pH=6 时,随着温度从 5 ℃
可以通过 SO 黏度来调控,从而得到不同拓扑结构
升高到 45 ℃,水与共聚物内未离子化的甲基丙烯
的复合型乳液。 酸二甲氨乙酯(DMAEMA)之间的氢键会破裂或者
王亚培课题 组 [62] 以具有两亲性的聚 乙二醇
减弱,液滴亲水性会降低,乳液拓扑结构发生变化。
(PEG)为乳化剂,水和氯仿为内相一步制备复合
HAYWARD 课题组 [64] 利用渗透压差异对复合
乳液。研究发现,对于水-氯仿二元体系,通过改变
乳液的拓扑结构进行调控。研究发现,在含有两嵌
油水体积比、PEG 及其络合物的浓度,PEG 的两亲
段共聚物乳化的溶液中加入盐会改变两相间的渗透
性会发生变化从而实现乳液拓扑结构的调控。当油
压,当盐存在于油相中会产生渗透应力,从而驱使
水体积比为 1∶3 时,随着 PEG 浓度的增加会在油
水聚集于油相中,从而自发形成 W/O/W 双重乳液。
水界面聚集 PEG-H 2 O 络合物,乳液结构从 O/W 转
通过改变油相中的盐浓度,可以调节渗透应力的大
变为 W/O/W 型复合乳液;当油水体积比为 3∶1 时,
小,从而调控得到不同拓扑结构的复合乳液。
向 PEG 溶液中加入 I 2 会得到 PEG-I 2 络合物,PEG
KOETZ 课题组 [65] 利用 N,N-二乙基-2-丙烯酰胺
亲脂性增强,随着 PEG 浓度的增加,乳液结构从
(DEAA)和含有油酰基的单体 OEMA 聚合得到一
W/O 转变为 O/W/O 型复合乳液(见图 9)。
种热响应共聚物,其中含有少量的疏水油酰侧链,
以此来稳定含有橄榄油、硅油和水的 Janus 乳液。
研究发现,Janus 乳液在室温下能稳定存在,但将体
系温度加热到共聚物的相转变温度时, 共聚物会发
生坍塌从而导致 Janus 乳液发生破乳。该研究主要
利用聚合物对温度具有刺激响应性,当温度超过该
聚合物相转变温度临界值时,该聚合物舒展状态转
变为堆积更为紧密的结构,进一步会脱离乳液界面
引起复合型乳液破乳。
[41]
2015 年,SWAGER 课题组 以正己烷(H)和
图 9 使用 PEG 和 PEG-I 2 络合物作为界面乳化剂调控乳 全氟正己烷(F)为内部油相,以含有刺激响应性表
液的拓扑结构 [62]
Fig. 9 Emulsion topological structure are controlled by 面活性剂和氟碳表面活性剂 Zonyl FS-300 的水溶液
using PEG and PEG-I 2 complex as interface 为连续相。研究发现,通过改变 Zonyl FS-300 和刺
emulsifier [62] 激响应型表面活性剂的浓度以及刺激因素(光和
一步高速剪切法可通过调节内相及乳化剂的含 pH)作用体系的时间和强度,可以实现复合乳液在
量,在高能乳化后制备不同结构特征的复合型乳液, Janus 乳液和双重乳液间转变。然而,上述乳液体系
相比微流体和相分离法具有制备方法简单和可大批 的刺激响应型表面活性剂只能依赖于单一的外部刺
量制备等优点,这为现实生活中的实际应用提供了 激条件,调控范围有限。基于此,董金凤课题组 [66]
可能,目前已有大量的各向异性材料通过此方法制 利用双响应型表面活性剂 1-[2-(4-癸基偶氮苯-苯氧
备。但是该方法的调节过程仍不便捷,需要改变体 基)-乙基]-1-二乙烯三胺(C 10 ANOC 2 N 3 )对复合乳
系的成分含量才能实现,所以开发更为简单、连续、 液拓扑结构进行调控。该表面活性剂含有胺基及光