本發明屬于納米乳液的生產(chan)技術領域。
背景技術:
納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)系分(fen)散相液(ye)(ye)滴(di)粒(li)子的(de)粒(li)徑大(da)小一般在20~200nm。納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)由(you)(you)表面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)、油和(he)水組(zu)成。納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)與(yu)普通乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)相比具有(you)明顯的(de)優勢在于:1)具有(you)極(ji)大(da)的(de)比表面積和(he)自(zi)由(you)(you)能(neng),從而(er)使得該類乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)成為一種有(you)效(xiao)的(de)傳(chuan)遞系統;2)通過(guo)加(jia)入(ru)功能(neng)性(xing)分(fen)子可實現納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)的(de)功能(neng)化(hua);3)具有(you)高的(de)穩定(ding)性(xing)。因此(ci)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)常用(yong)石(shi)油開采(cai)(cai)、機械加(jia)工、化(hua)妝品、制(zhi)藥等行業。納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)制(zhi)備(bei)(bei)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)由(you)(you)低能(neng)法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)高能(neng)法(fa)(fa)(fa)(fa),其中(zhong)由(you)(you)于低能(neng)法(fa)(fa)(fa)(fa)操(cao)作(zuo)條件溫和(he)、設備(bei)(bei)簡(jian)單是(shi)(shi)制(zhi)備(bei)(bei)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)優選的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。采(cai)(cai)用(yong)低能(neng)法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)備(bei)(bei)的(de)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)配方(fang)(fang)中(zhong),表面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)多采(cai)(cai)用(yong)非離子表面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji),由(you)(you)此(ci)帶來的(de)最大(da)問題是(shi)(shi)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)高溫穩定(ding)性(xing)差。因此(ci),提高用(yong)低能(neng)法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)備(bei)(bei)非離子表面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)的(de)高溫穩定(ding)性(xing)是(shi)(shi)亟待解決(jue)的(de)問題,這對拓展(zhan)納(na)(na)米(mi)(mi)乳(ru)(ru)(ru)液(ye)(ye)的(de)應用(yong)領域有(you)著積極(ji)的(de)推動作(zuo)用(yong)。
為(wei)了提高富含非(fei)離子表面活性劑納米(mi)(mi)乳液的高溫穩定性,相(xiang)關研究(jiu)工作(zuo)者作(zuo)出了不懈地努力(li)。2009年,武漢(han)大學董金鳳課題組將月桂醇聚醚/正癸烷/水納米(mi)(mi)乳液體系(xi)中(zhong)加入雙十(shi)二烷基溴化銨所得的納米(mi)(mi)乳液的穩定性由(you)30min提高到(dao)1d。但是(shi),長期高溫條(tiao)件下非(fei)離子納米(mi)(mi)乳液的研究(jiu)成果(guo)未(wei)見報道(dao)。
技術實現要素:
針(zhen)對當前富(fu)含(han)(han)非離子表面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)納米(mi)乳液(ye)高(gao)溫穩定較(jiao)差的(de)明顯缺陷,本發明旨在(zai)提(ti)供(gong)一種可(ke)用(yong)低能法制備富(fu)含(han)(han)非離子表面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)納米(mi)乳液(ye)的(de)方法。
本發明(ming)技術(shu)方案(an)是:將(jiang)聚(ju)氧乙烯類非(fei)離子表(biao)面活性劑、表(biao)面活性離子液體(ti)和油相混(hun)合(he)后(hou),在30~60℃的溫度(du)條(tiao)件下磁力攪拌,得(de)混(hun)合(he)滴(di)液,然后(hou)將(jiang)混(hun)合(he)滴(di)液滴(di)加于水中,攪拌后(hou)得(de)含富含非(fei)離子表(biao)面活性劑耐高溫納米乳液。
本(ben)發明(ming)方法制(zhi)得(de)的(de)納(na)米乳液(ye),在54℃環境(jing)下保(bao)存兩(liang)個月以上(shang)仍不發生分(fen)層現象。本(ben)發明(ming)使(shi)用的(de)非離子(zi)表面(mian)活(huo)(huo)劑、表面(mian)活(huo)(huo)性離子(zi)液(ye)體和液(ye)體石蠟均為低毒或無毒藥品,可(ke)用于(yu)農藥載體、石油開采和機械加工等(deng)領(ling)域。
進一步地,本發明所述(shu)聚氧乙烯類(lei)非離(li)(li)子表面活(huo)(huo)性劑為tween系(xi)列或brij系(xi)列非離(li)(li)子表面活(huo)(huo)性劑。
所述brij系列非離子表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)可選自(zi)十(shi)二(er)烷(wan)基(ji)聚四氧(yang)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)醚或聚氧(yang)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)月桂醇。該類型的分子中(zhong)含有(you)聚氧(yang)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)(xi)鏈(lian),表(biao)面(mian)活性(xing)高,增溶性(xing)好(hao)。其富含的氧(yang)原(yuan)子能與(yu)水中(zhong)的羥基(ji)形成(cheng)氫鍵,故在(zai)乳液(ye)的形成(cheng)過程中(zhong)表(biao)現出很(hen)好(hao)穩定性(xing)能。
所述(shu)tween系列非(fei)離子表面(mian)活(huo)性(xing)劑可選自tween20、tween40、tween80。該系列的非(fei)離子表面(mian)活(huo)性(xing)劑不易受電(dian)解(jie)質(zhi)的影響,且在所有的非(fei)離子表面(mian)活(huo)性(xing)劑中生物毒(du)性(xing)是最低。
本(ben)發明(ming)所述表(biao)面活性離(li)子(zi)液體為十(shi)二烷(wan)基吡啶或者十(shi)二烷(wan)基吡咯,該類離(li)子(zi)型表(biao)面活性劑中(zhong)的(de)(de)(de)親水頭基中(zhong)含有(you)氮原(yuan)子(zi),該原(yuan)子(zi)不僅能與(yu)brij系列非離(li)子(zi)表(biao)面活性劑中(zhong)的(de)(de)(de)聚氧鏈中(zhong)的(de)(de)(de)氧原(yuan)子(zi)形成氫(qing)鍵,也能與(yu)水相中(zhong)的(de)(de)(de)羥基形成氫(qing)鍵,這樣可以使乳液形成豐富的(de)(de)(de)網狀結(jie)構(gou)從而達到一定的(de)(de)(de)穩定性
所(suo)述油(you)相為液(ye)體(ti)石蠟(la),是碳原(yuan)子個數在6~14正構烷烴混合(he)物,常溫下是無(wu)(wu)色透明油(you)狀液(ye)體(ti),無(wu)(wu)臭無(wu)(wu)味五毒,是一(yi)類優良的油(you)田化學品。由其制備的乳(ru)液(ye)在二次采油(you)工(gong)業(ye)領(ling)域中有(you)廣泛的應用(yong)。
另外,本(ben)發明聚氧乙烯類非(fei)離(li)子(zi)表面活性(xing)(xing)劑、表面活性(xing)(xing)離(li)子(zi)液體和油相的(de)(de)混(hun)合體積(ji)比為2~8∶8~2∶1~5。所述混(hun)合滴(di)液與(yu)水的(de)(de)投料(liao)(liao)質量比為5~15∶85~95。該投料(liao)(liao)比中的(de)(de)表面活性(xing)(xing)劑、油滴(di)、非(fei)離(li)子(zi)表面活性(xing)(xing)劑的(de)(de)用量較少,綠(lv)色(se)環保,水溶性(xing)(xing)優良。
上述納米(mi)乳液,油相是液體(ti)石(shi)蠟,表面活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)是聚氧(yang)乙烯(xi)類非離(li)子表面活(huo)性(xing)劑(ji)(ji),表面活(huo)性(xing)離(li)子液體(ti)為(wei)助表面活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)。在(zai)一定溫度下,通過相轉變組分法合成組分含量不(bu)同的納米(mi)乳液。
附圖說明
圖1是(shi)實施例中選取(qu)的三種新制備的納米乳液的照片(pian)。
圖2是(shi)實施例中(zhong)選取的(de)(de)三種納米乳液在54℃情況下保存2個月后的(de)(de)照片。
圖3是樣(yang)品(pin)1在(zai)54℃實驗溫度(du)下背散(san)射(she)光強(qiang)度(du)隨樣(yang)品(pin)高度(du)的變(bian)化情況(kuang)。
圖4是(shi)樣品(pin)2在54℃實驗(yan)溫度下背散射光強度隨(sui)樣品(pin)高度的變化情況(kuang)。
圖5是樣品3在54℃實(shi)驗溫度下背散射光強度隨樣品高(gao)度的變化情況。
具體實施方式
實施例一:
1、制備納米乳液:
將brij30與液(ye)(ye)(ye)體石蠟(la)混合(he)(he),之后(hou)(hou)加入表面活性離(li)子液(ye)(ye)(ye)體十二烷基吡(bi)(bi)啶或者十二烷基吡(bi)(bi)咯,使(shi)brij30、表面活性離(li)子液(ye)(ye)(ye)體和液(ye)(ye)(ye)體石蠟(la)的(de)(de)混合(he)(he)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)比為(wei)2~8∶8~2∶1~5。在(zai)30℃的(de)(de)溫度、600~800rpm和磁(ci)力攪拌(ban)(ban)器(qi)上攪拌(ban)(ban)5min,所得的(de)(de)混合(he)(he)液(ye)(ye)(ye)滴的(de)(de)量(liang)(liang)為(wei)目標總(zong)乳液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)15~5%。在(zai)此攪拌(ban)(ban)速率下逐滴加入水,滴加速度控制在(zai)2ml/h,最終加入量(liang)(liang)為(wei)總(zong)乳狀液(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)85~95%。滴加完(wan)畢,繼續攪拌(ban)(ban)10min。最后(hou)(hou)將產(chan)物——納米乳液(ye)(ye)(ye)倒入直(zhi)筒瓶(ping)內待用。
2、考(kao)察含非離子(zi)表面活(huo)性劑納米乳(ru)液的高溫(wen)穩定性:
將制好的納(na)米乳液放置54℃恒溫箱中,每(mei)天拍(pai)照對(dui)比。
圖(tu)(tu)1為(wei)新制(zhi)備的分別含十二烷基吡啶和十二烷基吡咯納米(mi)(mi)(mi)乳液的照片(pian)圖(tu)(tu),圖(tu)(tu)2是納米(mi)(mi)(mi)乳液在54℃情況下保存(cun)了2個月后(hou)的照片(pian)圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)1、2表明富含非離子(zi)表面活性劑(ji)納米(mi)(mi)(mi)乳液具有(you)很好(hao)的高溫(wen)穩定性。
3、測(ce)定含非離(li)子(zi)表面活性劑納米乳液(ye)的高溫穩定性:
在(zai)54℃下(xia),將(jiang)投入(ru)制備的納米乳液倒(dao)入(ru)樣品(pin)玻璃瓶中(zhong),用(yong)turbiscanlab穩(wen)定性(xing)分析儀(yi)在(zai)恒溫(wen)54℃條件下(xia)進行(xing)測量。每30min掃描一次樣品(pin),共(gong)掃480次(10天)。背散射光強度隨樣品(pin)高度的變化情(qing)況如圖3、4、5所示。
圖3、4、5表明:每組配方樣品在長達一(yi)個星期的(de)54℃高溫(wen)條(tiao)件下,納米乳(ru)液整體的(de)背散(san)射(she)光強度幾乎沒有(you)變化,進一(yi)步說明富含非離子表面活性(xing)(xing)劑(ji)納米乳(ru)液具有(you)很好的(de)高溫(wen)穩定性(xing)(xing)。
實施例二:
1、制備納米乳液:
將tween40或(huo)tween60或(huo)tween80與(yu)液(ye)體(ti)石蠟(la)混合,之后加入表(biao)面活(huo)性離子(zi)(zi)液(ye)體(ti)十二烷(wan)基(ji)吡啶或(huo)者十二烷(wan)基(ji)吡咯(ge),使tween、表(biao)面活(huo)性離子(zi)(zi)液(ye)體(ti)和(he)液(ye)體(ti)石蠟(la)的(de)混合質量比為2~8∶8~2∶1~5。
在(zai)60℃的(de)(de)溫度、600~800rpm和磁力攪(jiao)拌(ban)器上攪(jiao)拌(ban)4min,所得的(de)(de)混合液(ye)(ye)滴(di)(di)(di)的(de)(de)量為總乳液(ye)(ye)質量的(de)(de)15~5%。在(zai)此攪(jiao)拌(ban)速(su)率下逐滴(di)(di)(di)加(jia)入水,滴(di)(di)(di)加(jia)速(su)度控(kong)制在(zai)2ml/h,最終加(jia)入量為總乳狀液(ye)(ye)質量的(de)(de)85~95%。滴(di)(di)(di)加(jia)完(wan)畢(bi),繼續攪(jiao)拌(ban)10min,最后將產物——納米乳液(ye)(ye)倒入直筒瓶內(nei)待用(yong)。
2、考察含非離(li)子表(biao)面(mian)活性(xing)劑納米乳(ru)液的高溫穩定性(xing):
將(jiang)制(zhi)好的納米乳液放置54℃恒溫箱中,每天拍照對比。
圖(tu)(tu)1是新制備的(de)分別含(han)十二烷基吡啶和十二烷基吡咯納米(mi)乳液的(de)照片圖(tu)(tu),圖(tu)(tu)2是納米(mi)乳液在(zai)54℃情況下保存了(le)2個月后的(de)照片圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)1、2表明富含(han)非(fei)離子表面活性劑納米(mi)乳液具(ju)有很好的(de)高溫穩定性。
3、測定含(han)非離子表面(mian)活性劑納米乳液的高溫穩定性:
在54℃下(xia)(xia),將(jiang)投(tou)入制備的(de)納米乳液倒入樣品玻璃瓶中,用turbiscanlab穩定(ding)性分(fen)析儀在恒(heng)溫54℃條件下(xia)(xia)進行測量。每(mei)30min掃(sao)描一次樣品,共(gong)掃(sao)480次(10天(tian))。背散射光強(qiang)度(du)隨樣品高(gao)度(du)的(de)變化情況(kuang)如圖3、4、5所示。
圖3、4、5表明:每組(zu)配方(fang)樣(yang)品在長達(da)一(yi)個星期的54℃高(gao)溫條(tiao)件下(xia),納(na)米乳液整(zheng)體的背散射光(guang)強(qiang)度幾乎沒(mei)有(you)變(bian)化,進一(yi)步說(shuo)明富含非離子表面活(huo)性劑納(na)米乳液具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的高(gao)溫穩(wen)定性。