[发明专利]一种纤维素衍生物控制Pickering乳液粒径的方法

说明书

本发明采用纤维素衍生物——乙基纤维素、乙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙酰化的纳晶纤维素中的一种为固体乳化剂，采用无污染的食用油为油相，制备Pickering乳液，纤维素衍生物具有的疏水性基团，有利于水包油型Pickering乳液的稳定性。乙酰化改性后的纳晶纤维素与油相的相互作用较强，稳定效果较好，可明显降低Pickering乳液的液滴尺寸，且乳液粒径分布均匀。

技术领域

本发明涉及Pickering乳液制备领域，具体涉及一种纤维素衍生物控制Pickering乳液粒径的方法。

背景技术

乳液是指由两种或两种以上互不相溶的液体经过混合乳化后形成的均匀体系，广泛应用于生产生活中。传统的乳化剂多为具有表面活性的聚合物和表面活性剂，但对于这种乳液体系，在制备和使用过程中存在着多泡、毒性大以及对环境污染较大等缺点，而且稳定性差，在受热或重力影响下会产生相分离。除小分子量的表面活性剂外，可溶性蛋白质、聚合物乳化剂以及固体粒子也可以稳定乳液。其中，由固体颗粒代替乳化剂而制备的稳定乳液称为Pickering乳液，这种新型乳液无泡、无毒且稳定性好。同时，由于固体颗粒可塑性强，可以通过改变固体颗粒的性质来调控乳液的性能，固体颗粒在乳液破乳后可以回收进行重复利用。Pickering乳液被广泛应用于化学工程、石油开采、食品、化妆品以及制备复合材料等领域。由于纳米颗粒稳定油水界面的乳化体系不受油脂分子结构的影响，因此护肤产品在油相方面的选择限制性更少，制备的产品稳定性更高。

纤维素是自然界中最常见的有机聚合物，地球上可利用的纤维素资源有数千亿吨，纤维素及其衍生产品已被广泛应用于诸多领域，因其对生物体无毒副作用、可生物降解、对环境友好等特点，被认为是未来最有可能替代石油的绿色生物质资源，因此进一步开发和利用纤维素资源对改善生态环境和研发新能源等具有重要意义。天然纤维素经过化学或物理处理所制得的纳晶纤维素(CNC)就是一种可以制备稳定乳液的棒状固体粒子。近年来，纳晶纤维素因其绿色可再生等优点逐渐在乳液体系中崭露头角。

关于Pickering乳液体系的研究虽多，但多集中于球形固体粒子，对于棒状固体粒子的系统性研究还不全面。目前已有一部分关于CNC稳定乳液的研究，但多集中于尝试使用不同来源或不同长径比的CNC制备乳液，系统的、详细的关于乳液制备条件的影响较为缺乏，如CNC表面性质对乳液粒径大小的影响、体系环境对乳液液滴稳定性的作用、乳液内部结构对其流变性能的影响等，这些性质对于乳液的生产应用极其关键。

发明内容

为了解决Pickering乳液稳定性较差的技术问题，而提供一种纤维素衍生物控制Pickering乳液粒径的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种纤维素衍生物控制Pickering乳液粒径的方法：将纤维素衍生物作为固体乳化剂分散于水中，加入油相，制备固体乳化剂含量为0.5wt％的Pickering乳液，所制得的Pickering乳液为水包油型；

所述纤维素衍生物为乙基纤维素、乙酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙酰化的纳晶纤维素中的一种。

进一步地，所述乙酰化的纳晶纤维素的制备方法为：将纳晶纤维素加入到冰醋酸中进行润胀，润胀后依次加入质量分数大于98％的硫酸、乙酸酐，加热条件下进行反应并冷凝回流，反应结束后，分离产物并洗涤产物，干燥产物至恒重，研磨即得乙酰化的纳晶纤维素。

更进一步地，所述纳晶纤维素与冰醋酸的质量体积比为2g:10mL；所述冰醋酸、硫酸、乙酸酐的体积比为10:0.15:(1.2-2.4)。

优选地，所述冰醋酸、硫酸、乙酸酐的体积比为10:0.15:2.4。

进一步地，所述润胀是在恒温水浴35-45℃下进行的，润胀时间为10min。

进一步地，所述加热的温度为65-80℃，所述反应的时间为1-2h。