[发明专利]一种稳定乳液的水凝胶-固体两亲性粒子及其制备方法

说明书

本发明提供一种稳定乳液的水凝胶‑固体两亲性粒子，是由钙离子交联的海藻酸钠得到的网络凝胶半球和化学交联的具有温敏性的聚合物网络半球组成的凝胶微球，其具有亲、疏水高度各向异性。上述水凝胶‑固体两亲性粒的制备方法，包括以下步骤：将海藻酸钠、钙盐、交联剂和温敏性聚合物共溶于水中，作为水相；配制含有非离子型表面活性剂的油相；将水相和油相混合，剧烈搅拌制备单分散的乳液；通过溶剂置换去除表面活性剂；将乳液升温，使聚N‑异丙基丙烯酰胺从凝胶中沉淀出来，海藻酸钠与钙离子形成水凝胶半球，形成水凝胶‑固体两亲性粒子。该水凝胶‑固体两亲性粒子具有在高温(高于37℃)下稳定乳液的作用，使得乳液在高温下也能长时间存储。

技术领域

本发明涉及一种稳定乳液的水凝胶-固体两亲性粒子及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

乳液(emulsion)是由两种互不相溶的液相组成的分散体系，其中内相以液滴的形式分散于外相中。为了使两种不相容的液体混合，我们通常将其混合成乳液状态。例如水和油，可以通过震荡，搅拌，均质机等外力使其形成水包油或者油包水的乳液，用于食品或者化妆品领域。但由于存在较大的油/水界面积，乳液是一种热力学不稳定体系。而乳液的稳定性是其应用性的重要因素。通常为维持稳定必须向体系中加入第三类物质，即稳定剂。传统的稳定剂主要为表面活性剂及具有表面活性的聚合物，并在食品、化妆品、涂料、医药、材料科学及生物技术等领域具有广泛应用。

在现有技术中，有学者使用包含亲水和疏水两部分基团的小分子表面活性剂来稳乳液，其在溶液的表面能定向排列，降低界面能来使其稳定。但这种乳液稳定性比较差，会随着时间的推移，邻近的胶束发生融合，乳液失稳。并且当乳液处于高温(高于室温)环境下时，高温使得乳液破乳。因此现有表面活性剂稳定剂不能满足稳定乳液的实际需要。

20世纪初，Ramsden发现胶体尺寸的固体颗粒可以稳定乳液,之后Pickering对这种乳液体系开展了系统的研究，为表彰Pickering在该领域的突出贡献,通常将采用胶体粒子取代传统表面活性剂稳定的乳液称为Pickering乳液。

除此之外，也有通过添加皮克林乳化剂来稳定乳液。皮克林乳化剂通过固体粒子吸附在油水界面形成热稳定的乳化体系。当向体系中加入固体颗粒后，颗粒会吸附在油水界面，防止油相聚集，从而形成相对稳定的油水混合体系。皮克林乳液属于热稳定体系，虽然其具有更高的稳定性，但是固体颗粒在界面的吸附具有不可逆性，因此被一种液体浸润后易在界面处发生去吸附，失去稳定性。

Janus粒子是近年发展起来的一种具有独特性质的粒子，粒子的两个不同的面上物理或化学性质不同。由于Janus粒子的这种特性，使其在界面修饰、表面活性剂、自组装、形成pickering乳液和电子纸等领域有着广泛的应用前景。Janus粒子是由两种不同物质融合在一起的离子，一半亲水一半疏水，由于粒子对不同液相都有其亲近性，会有序的排列在两相界面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定乳液的水凝胶-固体两亲性粒子及其制备方法，所述水凝胶-固体颗粒两端在亲疏水方面具有高度各向异性，具有在高温(高于37℃)下稳定乳液的作用，使得乳液在高温下也能长时间存储。

本发明提供的水凝胶-固体两亲性粒子，是由钙离子交联的海藻酸钠得到的网络凝胶半球和化学交联的具有温敏性的聚合物网络半球组成的凝胶微球，其具有亲、疏水高度各向异性。

本发明的目的是提供上述水凝胶-固体两亲性粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海藻酸钠、钙盐、交联剂和温敏性聚合物共溶于水中，作为水相；

(2)配制含有非离子型表面活性剂的油相；

(3)将水相和油相混合，剧烈搅拌制备单分散的乳液；通过溶剂置换去除表面活性剂；

(4)将步骤(3)所得乳液升温，使温敏性聚合物从凝胶中沉淀出来，海藻酸钠与钙离子形成水凝胶半球，形成水凝胶-固体两亲性粒子。