Page 106 - 《精细化工》2021年第3期
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·526·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

                                                     [3]
            一定的刺激，易产生肌肤粗糙、过敏等问题 。纳                             1   实验部分
            米 ZnO 作为常见的无机紫外线防护材料，无毒无味，
            且吸收谱宽广对长波黑斑效应紫外线（UVA）、中波                           1.1   试剂与仪器
                                                                   纳米 ZnO，常州纳欧新材料科技有限公司；硬
            红斑紫外线（UVB）以及短波灭菌紫外线（UVC）
            均具有优异的紫外屏蔽作用             [4-5] ，是一种安全高效的           脂酸钠（CP）、盐酸（AR），国药集团化学试剂有限
                                                               公司；环十五硅氧烷硅油、PEG-10 聚二甲基硅氧烷、
            防晒材料。在实际应用中，未经表面修饰的纳米 ZnO
                                                               PEG-11 甲醚聚二甲基硅氧烷（均为 CP），信越化学
            颗粒具有较高的表面能，处于热力学不稳定状态，
            极易团聚，破坏了应用体系的稳定性                 [6-7] 。ZnO 作为     工业株式会社；二聚甘油二油酸酯、聚羟基硬脂酸
                                                               （均为 CP），上海迪摩化学科技有限公司；去离子
            一种无机材料，其表面极性强，亲水疏油，与基料
            之间没有结合力，难溶于有机介质                [8-9] ，限制了其自        水，自制。
                                                                   DSA25 型光学水接触角分析仪，德国 KRUSS
            身的应用范围。因此，对纳米粒子进行表面修饰处
                                                               公司；STA6000 型同步热分析仪，美国珀金埃尔默
            理改善其润湿性、提高分散能力是一种行之有效的
                                                               有限公司；IS50 型傅里叶变换红外光谱仪，美国赛
            方法。目前，表面改性工艺主要包括干法和湿法两
                                                               默飞世尔科技公司；JEOL-2100 型高分辨率透射电
            种。相比于干法改性，湿法改性具有表面改性剂分
                                                               子显微镜，日本 JEOL 公司；TG16-WS 型台式高速
            散好、表面包覆均匀等特点，但仍需后续的脱水（过                            离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；UV-
            滤、干燥）作业，容易引发颗粒的二次团聚                     [10] 。所
                                                               2000S 型防晒性能分析仪，美国蓝菲公司；聚甲基
            以，寻找合适的方法打开纳米粒子间的团聚并稳定
                                                               丙烯酸甲酯（PMMA）板，德国 Schonberg 公司；
            地分散在介质中具有一定的实用意义。                                  SFJ-400 型砂磨-分散-搅拌多用机，上海现代环境工
                 在陶瓷制品行业，张永伟等            [11] 以超细纳米 ZnO
                                                               程技术股份有限公司；Anton-Paar MCR30 型高级旋
            粉体为研究对象，通过黏度法、Zeta 电位定量分析，
                                                               转流变仪，奥地利安东帕有限公司；Zetasizer Nano ZS
            成功制备了黏度低、分散效果好的 ZnO 悬浮液。                           型纳米粒度及 Zeta 电位分析仪，英国马尔文公司。
            在防晒化妆品行业，冉海燕等              [12] 以嵌段共聚物聚苯
                                                               1.2    实验方法
            乙烯-b-聚乙二醇为稳定剂，通过 Flash 纳米沉淀法
                                                               1.2.1   纳米 ZnO 的表面改性
            同时包封纳米 ZnO 和 TiO 2 ，成功制备了可以稳定
                                                                   称取 240 g 去离子水于球磨料筒中，加入 60 g
            分散的防晒颗粒悬浮液。在早期配方生产中，超细
                                                               纳米 ZnO，使用浓度为 0.1 mol/L 盐酸溶液调节溶液
            纳米颗粒直接以固体颗粒的形式被使用，不便于分
                                                               pH 为 4~5，充分分散后，加入氧化锆研磨球（球料
            散，常伴随着体系分散不均匀、车间粉尘污染严重                             质量比为 1.5∶1.0），在 4000 r/min 下，研磨 1 h。
            等问题    [13] 。近年来，分散浆代替超细颗粒的应用不
                                                               取出物料后置于三口烧瓶中，升温至 85 ℃，匀速搅
            仅便于工厂的生产加工，确保无尘无污染的工作环                             拌下，滴加浓度为 0.05 mol/L 的硬脂酸钠水溶液（硬
            境，还可以提高物理防晒剂的 SPF（防晒指数）和                           脂酸钠包覆量为 6%，即硬脂酸钠质量占 ZnO 质量
            PA（防护指数）值、紫外屏蔽性能好、透明度高                     [14] ，
                                                               的 6%，下同），密闭搅拌 1 h，抽滤、去离子水洗涤
            最大限度地发挥了物理防晒剂的紫外屏蔽性能。流                             至电导率<100 S/cm，于 80 ℃烘干，制得疏水性纳
            变学从化妆品开发到消费者使用阶段都起着重要                              米 ZnO 粉体。
            作用，因此，在产品配方设计、储存稳定性等方面                             1.2.2   纳米 ZnO 分散浆的制备
            要考虑流变学的影响，通过黏度、弹性等客观测定，                                称取 90 g 环十五硅氧烷硅油与 10 g PEG-10 聚
            可建立与主观感觉的联系，从而更好地剖析产品内                             二甲基硅氧烷（不同分散剂的添加量相同）置于料
            部结构    [15] 。                                      筒中，在 2000 r/min 下分散盘预分散 5 min 后，加
                 本文选用硬脂酸钠为表面活性剂，制备出疏水                          入 100 g 疏水性纳米 ZnO 粉体，保持转速不变继续
            性纳米 ZnO，将改性后的纳米 ZnO 分散在硅油中，                        分散 10 min。更换研磨轮，添加氧化锆研磨球（球
            通过加速离心、黏度测定考察分散剂种类及用量对                             料质量比为 1.5∶1.0），在 4000 r/min 下研磨 1 h，
            粒子分散性的影响，制备出高性能油基纳米 ZnO 分                          得到油性纳米 ZnO 分散浆。
            散浆。基于流变性能对化妆品的研发、生产和评价                             1.3    分析与表征
            过程至关重要，本文分析了油性分散浆剪切应力与                             1.3.1   水接触角测量
            剪切速率关系的流变特性，及温度对分散浆流动曲                                 采用光学水接触角分析仪分析硬脂酸钠改性后
            线的影响，对后续化妆品的加工、生产、储存等工                             纳米 ZnO 粉体的疏水性能。称取 2 g 疏水性纳米 ZnO
            艺过程具有一定的参考价值。                                      粉体，压片成型后进行水接触角测量。控制水滴体
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