Page 76 - 《精细化工》2021年第8期

第 38 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.38, No.8
202 1 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2021

功能材料
高亲水性纳米二氧化硅颗粒稳定范德华乳液

*
樊 晔，王俏瑶，方 云
（江南大学 化学与材料工程学院，合成与生物胶体教育部重点实验室，江苏 无锡 214122）

摘要：利用未修饰的高亲水性纳米二氧化硅颗粒（SiO 2 NPs）在其等电点附近制备了范德华乳液。结果表明，
在等电点（pH 2.7）下，SiO 2 NPs 借助高速均质与油/水界面剧烈混合，并受范德华引力的驱动逼近界面，在 SiO 2
NPs 质量分数 0.5%、水相体积分数 50%的条件下稳定为平均粒径 244 μm 的 O/W 型范德华乳液。增加 SiO 2 NPs
的质量分数或减小油相体积分数可提高单位油滴界面附近的颗粒数，增大连续相黏度并促进乳液液滴之间形成
三维网络结构，从而提高乳液稳定性。通过调节连续相的 pH 以促进 SiO 2 NPs 表面的羟基发生质子化与去质子
化的转变，可实现乳液 3 次 pH 响应乳化-破乳循环。
关键词：范德华乳液；纳米二氧化硅颗粒；等电点；pH 响应；功能材料
中图分类号：TQ127.2；O648.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 08-1570-06

Van der Waals emulsions stabilized solely by hydrophilic
nano-silica particles

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FAN Ye, WANG Qiaoyao, FANG Yun
（The Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids, Ministry of Education, School of Chemical and Material
Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China）

Abstract: Van der Waals emulsion was prepared by unmodified and highly hydrophilic nano-silica
particles (SiO 2 NPs) near their isoelectric point. The results showed that SiO 2 NPs suspension was strongly
mixed with oil by high speed homogenization, van der Waals forces between SiO 2 NPs and oil droplets
were sufficient to trap SiO 2 NPs in close proximity to the oil/water interface when pH of SiO 2 NPs
suspensions was equal to the isoelectric point (2.7), and the O/W van der Waals emulsion with an average
size of emulsion droplets of 244 μm was obtained under the conditions of SiO 2 NPs mass fraction of 0.5%
and water phase volume fraction of 50%. Increasing mass fraction of SiO 2 NPs or decreasing oil phase
volume fraction could increase the number of particles near the unit oil droplet interface, increase the
viscosity of continuous phase and promote the formation of three-dimensional network structure between
emulsion droplets, thus improving the stability of the emulsion. Adjusting the pH of the continuous phase to
promote the protonation and deprotonation of the hydroxyl groups on the surface of SiO 2 NPs, the emulsion
could achieve three pH response emulsification and demulsification cycles.
Key words: van der Waals emulsion; nano-silica particles; isoelectric point; pH response; functional
materials

[1]
Pickering 乳液是一类由固体颗粒稳定的乳液 。 在空间上阻碍乳液滴的聚结 [7–9] 。然而，近年来研究
根据以往的报道，大部分的颗粒乳化剂需要通过物 者关注到高亲油性颗粒 [10] 或高亲水性颗粒 [11-12] 无需
理 [2-4] 或化学 [5-6] 改性获得合适的润湿性，从而具备 表面改性而仅仅借助自身与油水界面之间的范德华
在界面处不可逆吸附的能力，构筑牢固的机械膜， 力和静电斥力也能稳定乳液，后者常被称为范德华

收稿日期：2021-02-06; 定用日期：2021-04-08; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210142
基金项目：国家自然科学基金（21606107）
作者简介：樊 晔（1985—），女，博士，副教授，E-mail：fanye@jiangnan.edu.cn。联系人：方 云（1957—），男，博士，教授，
E-mail：yunfang@126.com。