乳液稳定性的影响因素研究-东南科仪

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氧化石墨烯的Pickering乳液稳定性的影响因素

第36卷第11期高分子材料科学与工程V o l .36,N o .11 2020年11月P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N G N o v .2020氧化石墨烯的P i c k e r i n g 乳液稳定性的影响因素王汉杰,生瑜,朱德钦,童庆松,章华桂(福建省高分子材料重点实验室福建师范大学化学与材料学院,福建福州350007)摘要:氧化石墨烯(G O )的两亲性及在水油体系中的乳化作用,使基于G O 稳定的P i c k e r i n g 乳液成为近期的一个研究热点㊂文中简单介绍了P i c k e r i n g 乳液和GO 的结构特点,综述了G O 的微观结构㊁p H ㊁油相㊁G O /油/水比㊁离子强度㊁G O 的功能化㊁辅助稳定剂和金属纳米粒子表面修饰等因素对G O P i c k e r i n g 乳液稳定性的影响㊂通过调控上述因素使G O 在油水界面处形成牢固的界面膜是获得稳定的G OP i c k e r i n g 乳液的关键㊂关键词:P i c k e r i n g 乳液;氧化石墨烯;两亲性;界面膜中图分类号:T Q 316.33+4 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2020)11-0183-08d o i :10.16865/j .c n k i .1000-7555.2020.0265收稿日期:2019-12-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(21903015);福建省科技厅高校产学合作项目(2018Y 4001)通讯联系人:生瑜,主要从事聚合物基复合材料研究,E -m a i l :D r .s he n g y u @163.c o m ;章华桂,主要从事多组分多相流体系界面流变学研究,E -m a i l :h u a g u i .z h a n g @f jn u .e d u .c n 1 前言乳液是一种液体(称为分散相)以极微小液滴(纳米或微米级)均匀地分散在互不相溶的另一种液体(称为连续相)中所构成的分散体系㊂由于2种液体的界面积增大,乳液是热力学不稳定体系,需要加入乳化剂来维持其稳定㊂乳化剂通常具有两亲性,分布在不混溶液体的界面上,降低体系的界面能㊂常用的乳化剂通常是表面活性剂或具有表面活性的聚合物㊂20世纪初,R a m s d e n [1]和P i c k e r i n g [2]发现胶体尺寸的两亲性固体颗粒可以作为乳化剂,并对两亲性固体颗粒稳定的乳液体系进行了系统研究㊂后来这种乳液体系被命名为P i c k e r i n g 乳液㊂与表面活性剂相比,两亲性固体颗粒具有更高的吸附能而不可逆地吸附在液/液界面上㊂因此,P i c k e r i n g 乳液通常比表面活性剂的乳液更加稳定㊂到目前为止,二氧化硅㊁金属㊁天然黏土㊁聚合物㊁蛋白质㊁纤维素和淀粉等已被用于制备P i c k e r -i n g 乳液㊂这些不同类型的颗粒,除可稳定传统的O /W (水包油)和W /O (油包水)乳液外,还可以稳定W /W (水包水)和O /O (油包油)乳液,甚至可以使用2种颗粒稳定W /O /W (水包油包水),O /W /O (油包水包油)和O /O /O (油包油包油)等多重乳液㊂P i c k e r i n g 乳液特别引人关注之处在于其简单的一步制备法和相对于常规表面活性剂更持久的稳定性及所具有的光㊁磁㊁电或催化等颗粒性质㊂因此,P i c k e r i n g 乳液在食品㊁药物㊁材料制备㊁原油回收㊁胶体形成㊁P i c k e r i n g 乳液聚合㊁催化㊁分子印迹和固体干燥乳液等诸多领域中获得广泛应用㊂石墨烯是一种由碳原子组成的单层片状结构纳米材料,碳原子密集填充在蜂窝状晶格中,形成s p 2杂化网络(如F i g .1(a )),具有非常优秀的热㊁电㊁机械㊁阻隔和生物相容性等性能㊂但石墨烯是疏水(H y d r o p h o b i c )的结构,并不具备制备P i c k e r i n g 乳液所需的两亲性,难以形成稳定的P i c k e r i n g 乳液㊂氧化石墨烯(G O )是石墨烯的衍生物,通过对石墨进行热氧化得到㊂主要的制备方法有B r o d i e 法[3]㊁S t a u d e n m a i e 法[4]㊁H u mm e r s 法[5],其中H u mm e r s 法和其改进法因更短的制备时间和更安全的制备过程,成为当前最常用的方法㊂氧化过程是强烈并且高度局域化,氧化区域的面积高达60%~70%㊂氧化过程让石墨烯的碳原子从s p 2杂化转变为s p 3杂化,在基底碳平面上获得高密度的环氧基和羟基基团,在碳平面的边缘获得羧基基团(如F i g.1(b )),这些基团赋予G O 良好的水分散性和相应的可加工性㊂而基面上未被氧化的区域保留了石墨烯的s p 2蜂窝状结构,具有疏水性㊂所以,G O 是两亲性纳米颗粒㊂F i g .1 S t r u c t u r e o f g r a p h e n e (a )a n d g r a p h e n e o x i d e (b )在W e bo fS c i e n c e 上检索 G r a p h e n eo x i d e 和P i c k e r i n g e m u l s i o n ,到目前为止,已有179篇研究㊂首先将G O 用于制备P i c k e r i n g 乳液是K i m 等[6],他认为大量的含氧官能团在赋予G O 亲水性的同时还使其拥有良好的化学反应性,可以通过它们调控G O 的两亲性,使其适应各种P i c k e r i n g 乳液的制备㊂L i 等[7]证实G O P i c k e r i n g 乳液是水包油型㊂S o n g 等[8]首先报道将G O 稳定的苯乙烯/水的P i c k -e r i n g 乳液进行聚合,可得到被G O 包裹的聚苯乙烯(P S )微球㊂通过P i c k e r i n g 乳液聚合制备石墨烯纳米复合材料,可很好地解决石墨烯在聚合物基体中的分散性难题,更好地发挥出石墨烯优异的电㊁热㊁机械和阻隔性能,在多孔材料[9]㊁相变材料[10]㊁防腐涂料[11]㊁催化剂[12]和分子印迹聚合物[7]等领域获得应用㊂所有这些应用的前提是获得稳定的P i c k e r i n g 乳液,因此研究影响G O P i c k e r i n g 乳液稳定性的因素具有重要意义㊂2017年,卫林峰等[13]综述了G O 的尺寸㊁离子强度㊁p H ㊁G O 的结构设计㊁单体和交联剂对G O 两亲性的调控及对G O P i c k e r i n g 乳液聚合的影响,他们认为稳定的P i c k e r i n g 乳液能否形成,主要与G O 能否自发地吸附在油水界面并与降低体系的界面张力的程度有关㊂笔者认为尽管降低界面张力有利于P i c k e r i n g 乳液的形成及稳定,但仅靠界面张力的降低还不足以保证P i c k e r i n g 乳液的稳定性㊂界面张力的高低主要表明P i c k e r i n g 乳液形成之难易,并非为P i c k e r i n g 乳液稳定性的必然的衡量标志㊂况且,很多可形成P i c k e r i n g 乳液的固体颗粒对体系的界面张力降低很小,需要外界提供能量(如超声)使固体颗粒吸附到相界面上㊂因此,需要对G O P i c k e r i n g 乳液形成及稳定的机理进行深入探讨㊂近2年来陆续有人报道一些G O P i c k e r i n g 乳液的新影响因素,如G O 的氧化程度[14]㊁辅助稳定剂[15]和金属纳米颗粒改性G O [16]㊂本文将从油水界面上G O 形成界面膜的难易和膜强度大小的角度,分析G O 的微观结构㊁p H ㊁油相㊁G O /油/水比㊁离子强度㊁G O 的功能化㊁辅助稳定剂和金属纳米粒子表面修饰等因素对G OP i c k e r i n g 乳液稳定性的影响㊂2影响G O 的P i c k e r i n g 乳液稳定性的因素P i c k e r i n g 乳液体系是通过固体微粒在油水界面上形成一层界面膜来稳定的,界面膜对乳液液滴形成保护,防止液滴聚并㊂由于固体微粒在乳液体系中的分布取决于其表面性质,亲水性的固体微粒倾向在水相悬浮,而疏水性的倾向在油相悬浮,它们都不易形成稳定的P i c k e r i n g 乳液体系㊂只有具有合适两亲性的固体微粒(与水相和油相的理想接触角都接近90ʎ)时[17],固体颗粒才能在界面上同时被水相和油相吸附,稳定分布在水油界面上,获得稳定的P i c k e r i n g 乳液[10]㊂因此,G O P i c k e r i n g 乳液体系形成的难易和形成后的稳定性取决于这些固体微粒的表面性质和它们形成的界面膜的力学强度㊂凡是影响G O 表面性质,继而影响G O 在油水界面分布的因素,都可以决定P i c k e r i n g 乳液体系形成的难易㊂凡是影响G O 界面膜的排列紧密程度的因素,都可以决定界面膜的力学强度㊂下面将详细综述文献中关于G O 的微观结构㊁p H ㊁G O /油/水比㊁离子强度㊁油相㊁G O 的功能化㊁辅助稳定剂和金属纳米粒子表面修饰等因素对G OP i c k e r i n g 乳液稳定性的影响㊂2.1 G O 的微观结构G O 的微观结构对乳液的形成和稳定性的影响主要体现在2个方面:微观结构决定G O 的两亲性,从而决定G O 在乳液体系中的分布状态;微观结构影响G O 在油水界面上的排列㊂若G O 排列紧密有序,形成牢固的界面膜,就可防止液滴发生变形和聚并,481高分子材料科学与工程2020年维持乳液的稳定性㊂G O的氧化程度和尺寸是影响其微观结构的两个方面㊂2.1.1 G O的氧化程度:G O的氧化程度具有多分散性,与氧化和后处理的方法有关㊂各种改进H u m-m e r s法得到的G O的总氧化程度和化学官能度[18]存在很大差异[14],且具有独特的氧化分布[19],通常会同时得到被高度氧化的石墨烯片材和几乎没有氧化的石墨烯片材㊂氧化程度影响G O在油水界面上的排列情况㊂通过对G O进行分级得到不同氧化程度的G O㊂研究它们稳定苯乙烯/水乳液的光学显微照片后发现,高氧化度的G O卷曲为球形,形成几乎完全球形的乳液液滴,而低氧化度G O卷曲程度较弱,形成的球形乳液液滴极少,主要是表面凸起的㊁形状不规则的乳液液滴㊂这种现象与G O中引入了s p3杂化导致的石墨烯晶格缺陷有关㊂高氧化度的G O比低氧化度的G O缺陷多,大量的平面双键被替换成单键,片层变得弯曲,因此高氧化度G O能够以低氧化度G O不能实现的方式适应乳液液滴的曲率[14],在乳液液滴边缘紧密排列,形成牢固的界面膜㊂所以,氧化程度较低的G O所形成的乳液稳定性比氧化程度高的低㊂更重要的是,这种低氧化度G O与通过还原剂或热还原得到的还原氧化石墨烯(R G O)不同㊂R G O 在其石墨烯晶格中留下了显著缺陷㊂而低氧化度G O是由石墨氧化产物分级得到的低氧化度的部分,石墨烯晶格缺陷很少,不能形成均匀球形颗粒㊂笔者认为可以通过控制G O的氧化程度改变P i c k e r i n g乳液液滴的几何形状,进而改变乳液聚合所得的G O包裹的聚合物微球形状[14]㊂2.1.2 G O的尺寸:G O的结构为高纵横比的层板状,其尺寸的变化主要来源于横向尺寸的不同㊂诸多研究表明,横向尺寸为亚微米级的G O P i c k e r i n g乳液稳定性高于微米级G O的㊂这与G O在液滴表面的有序排列程度有关㊂微米级G O颗粒在油水界面处无法紧密排列,会导致乳液液滴聚并,形成更大的油相液滴,当所有的小油滴聚并成1个油滴时,乳液发生完全的相分离㊂亚微米级G O可强烈吸附在油水界面处,形成致密层防止聚并,从而形成稳定㊁均匀和连续的乳液㊂用大尺寸G O(6.75μm)制备的O/ W乳液只可稳定35d,而用亚微米尺寸G O(267 n m)的乳液可稳定超过60d以上,而未观察到不稳定的迹象[20]㊂这种稳定性也与P i c k e r i n g乳液的Z e-t a电位有关,当更小尺寸的G O被用作稳定剂时,P i c k e r i n g乳液具有更低的Z e t a电位,更低的沉积物质量分数和更窄的P i c k e r i n g乳液液滴的粒度分布㊂引发亚微米级G O稳定的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液进行聚合,得到被G O包裹的微米级P S微球,而引发微米级G O稳定的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液进行聚合,多个P S颗粒同时覆盖在一张G O的表面,类似于在G O表面接枝P S颗粒[21]㊂这一特征可用于调控石墨烯纳米复合材料的形貌和性能㊂G O的尺寸越小,乳液的稳定性越好㊂所以纳米级尺寸的石墨烯量子点(G Q D s)引起研究人员关注㊂可通过化学烧蚀㊁电化学氧化和氧等离子体处理等方法将较大的石墨烯片切割成G Q D s或通过热解化学前体(如柠檬酸㊁葡萄糖)合成G Q D s[22]㊂G Q D s表面富含羧酸官能团,具有高的反应活性和强亲水性㊂但由于亲水性太强,G Q D s只能在水相中悬浮,不能形成稳定的乳液㊂所以,要对G Q D s进行疏水性改性才能作为P i c k e r i n g乳液的稳定剂㊂详细的改性方法在2.6节说明㊂2.2p HG O片材边缘具有丰富的-C O O H基团㊂这些基团在低p H下会发生质子化,使G O片材亲水性降低,而在高p H值下会发生去质子化,使其亲水性增强[7]㊂因此,G O的两亲性具有p H依赖㊂随着p H 的升高,G O的亲水性增加,Z e t a电位下降,表面电荷密度增加,G O之间的静电排斥增大,从而会破坏G O 在油水界面的聚集,影响界面膜的形成和强度,不利于乳液的稳定㊂而低p H则会导致G O发生絮凝[7],促使G O片在2种不同极性的液体界面处组装[14]㊂因此G O的轻微絮凝有利于增加界面膜的强度,有利于乳液的稳定[10]㊂大量的研究结果表明,G O P i c k-e r i n g乳液的最佳p H在2~6之间,但会随G O官能化基团的不同和改性剂的加入而发生变化㊂在甲苯/水的G O P i c k e r i n g乳液中加入4-乙烯基吡啶,用A I B N引发乳液聚合㊂乳液的Z e t a电位随着p H增加而减小㊂通过光学显微镜观察聚合前后的情况:p H=1时,大部分的水和甲苯出现相分离,只形成了微量的乳液㊂p H为2~5时,形成大量的稳定乳液,乳液液滴为微米级,可稳定72h㊂乳液聚合后得到微米级聚合物微球和絮凝的黑色G O颗粒,随着p H的降低,聚合物微球更接近于球形,同时黑色颗粒减少,在p H=2,得到规则的球体,黑色颗粒完全消失㊂p H=11时发生破乳,无法形成稳定的乳液[7]㊂用表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(O P-581第11期王汉杰等:氧化石墨烯的P i c k e r i n g乳液稳定性的影响因素10)/S p a n80/十二烷基苯磺酸钠(S D B S)和G O协同乳化制备P i c k e r i n g乳液,发现随着p H增加,G O水悬浮液的Z e t a电位下降,并且沉积物质量分数先降后升㊂p H=6时沉积物质量分数达最小值20.13%,同时液滴具有最小平均粒径(0.321μm)和最窄分布㊂当G O水悬浮液处于低p H时,G O具有高Z e t a 电位,这降低了排斥力,导致乳液液滴聚集成大直径液滴㊂G O和水之间的接触角在p H=3,6,9和12时分别为65.38ʎ,60.14ʎ,56.21ʎ和50.97ʎ,证实随着p H 值的变大,G O亲水性增加㊂当G O水悬浮液处于过低(或过高)的p H值时,由于G O上的可电离基团(羧基和羟基等)发生质子化(或去质子化),导致G O 的亲水亲油平衡被破坏,许多G O不能黏附在油/水界面上而转移到油相或水相中㊂因此,当G O水悬浮液的p H为6时,P i c k e r i n g乳液获得最佳稳定性[21]㊂用银纳米颗粒(A g N P s)改性G O,研究A g N P s/ G O对P i c k e r i n g乳液形成的影响㊂发现随着p H变大,乳液的Z e t a电位下降,更多A g N P s/G O留在水相中,水相变得越来越暗,乳液液滴尺寸增加,稳定的乳液相体积逐渐减少㊂而当p H降低至1和3时,乳液相体积达到其最大,水相的颜色也变得透明的,表明几乎所有的A g N P s/G O片都参与到乳液的稳定化作用中㊂但在p H为1时,A g N P s/G O之间的静电排斥大大减少,A g N P s/G O片倾向于无规聚集,导致了乳液液滴形状变得不规则,出现液滴形状的多样性[12]㊂用己二酸和二乙醇胺的缩聚物来改变G O的表面结构㊂缩聚物在G O表面的吸附具有p H依赖性㊂p H=2时G O的絮凝物高约30~70n m,远高于完全剥离的G O高度(低于1.0n m)㊂随着p H的增加, G O发生剥离,缩聚物也难以吸附在G O的表面,絮凝物的高度逐渐减小㊂改性G O仅能在p H=2和5时形成稳定的㊁形状规则(球形液滴)的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液,尺寸约为20~30μm㊂液滴的尺寸分布随着p H增加而增加,一些液滴具有聚集的趋势㊂p H=7时稳定的乳液不能形成[10]㊂因此,可以通过调节p H和对G O进行改性来调节G O的亲水亲油平衡,从而获得稳定的P i c k e r i n g 乳液体系㊂2.3油相油相是乳液体系中最重要的组分,其结构是决定P i c k e r i n g乳液体系稳定性的决定因素之一㊂芳香性物质能与G O的基面结构发生π-π共轭作用,同时极性物质能与G O上的极性基团发生相互作用㊂因此,油相若具有芳香性或者极性,则有利于G O的P i c k-e r i n g乳液体系的形成和稳定性的提高[23]㊂具体而言,对芳族油相的P i c k e r i n g乳液体系, G O对苯取代物的P i c k e r i n g乳液的稳定性优于苯的,因苯环上的取代基可与G O边缘的各种基团发生相互作用,提高了乳液的稳定性㊂可加入与G O具有更强π-π作用的萘来改善苯的P i c k e r i n g乳液的稳定性,得到具有更高稳定体积分数且液滴更小的乳液[23]㊂G O对非芳族油相的P i c k e r i n g乳液体系的乳化效果弱于芳族油相体系,对强极性油(如癸醇和庚酸乙酯)的乳化效果好于非极性和弱极性油(如正己烷和环己烷)的㊂若油相的极性相同,油相的沸点和黏度越大,G O的乳化效果越好,如G O对十二烷的乳化效果强于己烷[16]㊂2.4G O/水/油比在G OP i c k e r i n g乳液中,水㊁油和G O的比例是最容易调节的参数㊂研究表明,水量对乳液稳定性不产生影响,稳定性仅受G O/油比的影响,而与油/水比㊁G O/水比无关[14]㊂减小苯乙烯/水的G O P i c k e r-i n g乳液中的G O/油比,乳液的液滴尺寸会变大㊂达到最大尺寸后,若继续减小G O/油比,会有苯乙烯从乳液液滴中析出,形成不被G O包裹的微米至亚微米油滴㊂而增大G O/油比,P i c k e r i n g乳液液滴的尺寸会逐渐减小至最小尺寸㊂此时,如果继续增加G O/油比,过量的G O并不会沉淀,而是在液滴外层形成更厚的G O层[11,20,24,25]㊂2.5离子强度离子强度主要通过加入电解质调节,对于由片状固体稳定的P i c k e r i n g乳液,电解质对乳液的形成㊁稳定性和乳液类型起重要作用㊂根据D L V O理论,电解质的加入会增加G O附近反离子数量,屏蔽双电层,导致G O之间的静电排斥力下降,G O发生絮凝㊂同时油水界面对G O吸引力增加,G O被吸附到界面上形成牢固的界面膜㊂但过量的电解质会使G O静电排斥力太小,使之发生团聚,进而破坏P i c k e r i n g乳液的稳定㊂在G O/水/苯乙烯的体系中,当使用亲水性太强的G O时,大部分的G O分散在水中,不被吸附到界面上,无法形成P i c k e r i n g乳液㊂此时,带正电的界面对带负电的G O的吸引力小于G O之间的静电排斥力,而不能形成有效的界面膜㊂随着N a C l(用量超过0.01m o l)的加入,在水相和油相之间出现了乳化层㊂继续加入N a C l,乳化层体积增加,当用量超过0.1681高分子材料科学与工程2020年m o l后,形成稳定的乳液㊂当用量超过0.5m o l时,从乳液中分离出清水,表明N a C l浓度增加促进了G O的吸附,并最终所有G O都吸附在油水界面上[11]㊂通常,乳化效率随着电解质浓度的增加而提高㊂乳液液滴的平均尺寸在0.3~0.5m o lN a C l时达到最小值㊂然而,在非常高的N a C l用量(1m o l)下,液滴再次变大㊂这是因为高N a C l浓度降低了G O 之间的静电排斥,导致G O颗粒聚集并形成大的絮凝物,难以被吸附到界面上[23]㊂适量的电解质的加入有利于G O P i c k e r i n g乳液的稳定㊂研究多种无机电解质对G O的P i c k e r i n g乳液的影响后发现,与不加电解质的乳液相比,添加一价氯化物电解质(L i C l,N a C l,K C l,C s C l)都可改善乳液的质量,形成大小更均匀的液滴和清晰的连续相,而添加二价氯化物电解质(M g C l2和C a C l2)时,乳液的质量都得不到改善,乳液液滴大且分布宽[16]㊂这与加入二价电解质后乳液的Z e t a电位的上升速度远比加入一价电解质的乳液的快有关[26]㊂静置7d 后,加入N a C l,K C l和C s C l的乳液失去完整性,一些G O纳米片从乳液中沉淀出来,而加入L i C l的乳液则未观察到变化㊂所以,L i C l为最合适稳定G O P i c k e r i n g乳液的电解质[16]㊂2.6G O的功能化G O的基面上为大π键结构,表面还存在大量环氧基团和羟基,边缘上存在着羧基,这赋予G O非常多的化学反应活性点位,既可以通过表面和边缘上的基团发生共价功能化,也可以依靠π-π共轭和氢键等作用发生非共价功能化㊂G O具有强的亲水性,一般通过接枝疏水性官能团(例如烷烃链)来获得合适的两亲性㊂不同的改性方法赋予G O不同的两亲性㊂增加接枝烷烃链中的碳原子数目,会增加G O疏水性㊂未改性G O在水中均匀分散,在苯乙烯中因絮凝而沉积,具有强亲水性㊂用二乙醇胺和己二酸的缩聚物或(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)三甲基氯化铵(M E T A C)改性的G O,在水中絮凝而漂浮在顶部,在苯乙烯中絮凝沉积在底部[27],在水和苯乙烯都不能分散的现象说明改性G O具有两憎性㊂通过十六烷基胺[28]或癸基三甲基氯化铵(D T A C)[27]功能化的G O在水中絮凝而在苯乙烯均匀分散,说明此时的G O具有亲油性㊂4种G O都可以形成稳定的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液,但两憎性G O得到的P i c k e r-i n g乳液具有最小的液滴尺寸和最窄的尺寸分布,说明具有两憎性G O更适合稳定P i c k e r i n g乳液㊂改性也影响G O在聚合后得到的P S上的分布情况㊂亲油性G O的P i c k e r i n g乳液聚合所得的P S,其表面上的G O比两憎性G O数量少,这是因为一部分亲油性G O溶解在油相中,没有参与稳定P i c k e r i n g乳液㊂G O两亲性的调节还可以通过还原来实现,但还原后的R G O不具有亲水性㊂可用不受还原剂影响的亲水基团对G O进行功能化,如用芳基重氮盐对G O进行共价官能化后连接上磺酸(-S O3H)基团,再通过水合肼还原得到两亲性R G O,在苯磺酸基团的帮助下,两亲性R G O可用作苯乙烯/水P i c k e r i n g 乳液的有效固体稳定剂,并且胶乳可保持稳定至少90d,同时还原后的R G O拥有G O所没有的电性能[29]㊂G Q D s同样也可以通过接枝烷烃链和还原来获得合适的两亲性㊂在过往的研究中,用己胺㊁十二烷基胺和十八烷基胺改性柠檬酸,再通过裂解柠檬酸成功制备了含有疏水性基团的C6-G Q D s[30],C12-G Q D s[31]和C18-G Q D s[32]㊂3种改性G Q D s均能制备稳定的P i c k e r i n g乳液㊂改性剂烷基胺的用量和烷基胺中碳原子数是决定G Q D s乳化的P i c k e r i n g乳液稳定性的关键㊂改性剂加入过少会使G Q D s亲水性过强,加入过多会使G Q D s疏水性过强㊂因此存在一个适当的加入量来获得合适的亲水性㊂使用质量分数0%,25%, 50%,75%和100%的己胺改性G Q D后分别得到G H0,G H25,G H50,G H75和G H100㊂在水和氯仿混合液中,G H0仅可溶于水相,G H100仅可溶于有机相,不能形成P i c k e r i n g乳液㊂而G H25,G H50和G H75的大部分位于水和有机相之间的界面处,均可形成P i c k-e r i n g乳液,并且G H50和G H75稳定的乳液可以保持数月,因为接枝的己胺可以通过减少G Q D s之间的强π-π相互作用显著抑制G Q D s的聚集㊂对稳定的苯乙烯P i c k e r i n g乳液进行聚合后发现,G H75具有最小的尺寸和最窄的尺寸分布[30]㊂烷基胺中碳原子数越多,改性后G Q D s越疏水[21]㊂用己胺改性的G Q D s与水的接触角从改性前的14.8ʎ增加到33.9ʎ[29],用十八烷基改性的G Q D s则增加到105.8ʎ[32]㊂因此可通过调节改性剂的品种和用量来调制G Q D s的两亲性,从而得到G Q D s稳定的P i c k e r i n g乳液和G Q D s/聚合物复合材料㊂热还原可以去除G Q D s表面的含氧基团,减少G Q D s的亲水性[33]㊂亲水性的下降程度与热还原时781第11期王汉杰等:氧化石墨烯的P i c k e r i n g乳液稳定性的影响因素间有关㊂制备热还原时间分别为0d,1d和5d的G Q D0,r G Q D1和r G Q D5,观察它们对水和甲苯混合液的乳化情况㊂加入G Q D0,r G Q D1的无法形成乳液,而加入r G Q D5的混合液形成了可稳定数月的乳液层㊂再用3种G Q D s作为稳定剂进行苯乙烯的乳液聚合,用G Q D0和r G Q D1的体系,未观察到P S胶体颗粒的形成㊂用r G Q D5的体系,乳液的颜色从深棕色变为乳白色㊂这种转变与位于连续相中的游离 G Q D s随着热还原时间的延长被强烈吸附到油水界面有关㊂聚合结束后,含有r G Q D5的乳液产生了相对单分散的㊁微米级的㊁球形的P S颗粒,其形貌与用有机表面活性剂进行乳液聚合时得到的P S类似[23]㊂因此,通过热还原可以获得具有合适两亲性的G Q D s㊂但热还原过程是难以控制的,还原时间过长或过短会导致疏水性过强或亲水性过强㊂与有机表面活性剂相比[34],由r G Q D s稳定的P i c k e r i n g乳液的液滴和P S颗粒尺寸和尺寸分布都相对较大㊂这可能与同一批r G Q D s中具有不同还原程度的r G Q D s有关㊂2.7辅助稳定剂辅助稳定剂对改善G O在油水界面的吸附并没有帮助,但可被吸附在油水界面上,填补界面膜的缺陷,形成更加致密且牢固的界面膜,使乳液变得更加稳定㊂辅助稳定剂的加入能够降低不同大小液滴之间的渗透压差,进而抑制奥斯瓦尔德熟化效应,得到尺寸分布较窄的液滴㊂如将十六烷(H D)作为辅助稳定剂加入到G O稳定的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液中,得到了尺寸更小且分布更窄的液滴和P S微球[24]㊂不同类型的表面活性剂对G O的辅助效果不同㊂在G O稳定的苯乙烯/水P i c k e r i n g乳液中分别加入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(S D S)㊁阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(C T A B)和非离子表面活性剂聚(氧乙烯)十八烷基醚(B r i j98)作为辅助稳定剂,观察搅拌和超声后的现象㊂加入C T A B后,乳液中的G O发生聚集,在搅拌和超声后都出现相分离,这是G O上带负电的羧酸基团和带正电C T A B 电荷相互作用的结果㊂加入B r i j98后,乳液的黏度高于其他2种情况,超声后G O发生聚集和相分离,这是由于乳液的黏度过高导致超声波处理效率下降,形成的液滴过大,而使一部分的G O未参与稳定过程而聚集㊂而加入S D S的乳液在搅拌和超声后都是动力学稳定的㊂所以,与阳离子表面活性剂C T A B和非离子表面活性剂B r i j98相比,阴离子表面活性剂S D S 的稳定效果最好[35]㊂2.8金属纳米粒子表面修饰以金属酸或金属氧化物为原料,通过与G O的氧化还原反应能够将金属纳米颗粒附着在G O表面,从而增加G O的表面粗糙度㊂两亲性固体颗粒粗糙度越高,G O在液滴表面的附着性越好,界面膜越牢固,乳液越稳定[35]㊂所以,随着金属纳米粒子的加入量增加,乳液越稳定㊂但实际的乳液稳定性还受到其他因素的影响㊂用氧化钴纳米颗粒(C o O x)附着G O来稳定甲苯/水乳液,当m(G O)ʒm(C o O x)=2ʒ1,1ʒ1和1ʒ2时能够形成稳定的乳液,当m(G O)ʒm(C o O x)=0ʒ1和1ʒ5时不能稳定乳液,这是因为C o O x纳米片对油水界面没有合适的亲和力,不能作为颗粒表面活性剂,并且过多的C o O x会降低G O的乳化作用[16]㊂用附着银纳米颗粒(A g N P s)的G O稳定苄基氯/水乳液,随着A g N P s/G O质量比增加,乳液液滴的平均尺寸减小,乳液总体积略有增加㊂但当质量比大于0.75时,液滴的形态随着质量比变大越来越不规则[14]㊂用金纳米颗粒(A u N P)附着G O,在不同的A u N P/G O质量比下都能稳定苄基氯/水混合物的乳液,随着质量比增加,液滴尺寸增大,水接触角减小㊂金属酸和金属氧化物的修饰会使G O的氧化程度增加,导致其亲水性增加[26],不利于乳液的稳定㊂A u N P的氧化能力强于A g N P s,导致A g N P s/ G O和A u N P/G O的乳液液滴尺寸出现了截然相反的变化㊂所以,金属纳米颗粒在G O的表面修饰对G O稳定乳液的影响是表面粗糙度增加和氧化程度增加相互竞争的结果㊂当因金属纳米颗粒修饰使G O表面粗糙度增加带来的有利影响大于氧化程度上升所造成的不利影响时,乳液会更加稳定㊂3结语G O自身优良的热㊁电㊁力学㊁阻隔和生物相容性等性能和P i c k e r i n g乳液的广泛应用使基于G O的P i c k e r i n g乳液的研究成为近期的一个热点㊂为获取稳定的G O P i c k e r i n g乳液,G O必须有合适的两亲性且能在油水界面上形成稳固的界面膜㊂合适的G O氧化程度㊁亚微米级或纳米级大小的G O㊁p H 2~6之间的介质㊁芳香性或者极性的油相㊁较大的G O/油比㊁适量的电解质的加入㊁G O的改性(功能化或沉积纳米金属颗粒)㊁与其他表面活性剂并用都是达成这一目的的有效手段㊂881高分子材料科学与工程2020年。

影响乳液体系稳定性因素的探究

的因素进行研究，为乳液聚合提供可参考的数据。
１实验部分
１．１实验仪器与化学试剂
磁力搅拌器（江苏金坛市中大仪器厂）；恒温水浴（上海申胜科技有限公司）；所用试剂丙烯酰胺（ＡＲ，
国药集团化学试剂有限公司）；乙苯；二甲苯；正辛醇（ＡＲ，北京化工厂）；碳酸钙（ＡＲ，天津天力化学试剂有限公司）；聚丙烯酰胺（大庆炼化公司）；失水山梨醇单油酸酯（简称Ｓｐａｎ８０）（ＣＰ，天津市化学试剂三
造成不尽人意的结果，甚至会出现破乳或乳液转相等情况发生。而从已知的文献中不难发现，尽管在乳液聚合机理等研究内容上已经取得了许多优秀的成果，可是对于乳液稳定性的研究目前还很有限］，这也间接地影响到乳液聚合的深入研究。本实验依据以往文献的研究成果Ｊ，重点在ＨＬＢ值为５．０～５．９的范围内研究不同油相形成乳液稳定性的变化情况。从乳化剂的用量、添加剂以及聚合单体一丙烯酰胺人手，多角度对影响乳液体系稳定性
摘
要：利用复合乳化剂制备出由乙苯、二甲苯或正辛醇为油相形成的乳液，并且在２４和４８小时后测定乳液的稳
定性指数。通过改变亲水亲油平衡值（ＨＬＢ），研究ＨＬＢ值与乳液稳定性指数的变化关系；在ＨＬＢ值为５．２６时，通
过改变乳化剂用量、添加剂碳酸钙、聚丙烯酰胺用量以及丙烯酰胺含量，研究以上变量与乳液稳定性指数的变化关

乳液类化妆品的配方及稳定性研究

乳液类化妆品的配方及稳定性研究毕业论文（设计）论文题目：乳液类化妆品的配方及稳定性研究题目乳液类化妆品的配方及稳定性研究班级 XXXX专业XXXX学生姓名XXX指导教师XXX日期 XX年 XX月XX日_目录摘要 (1)1 绪论1.1研究的目的及意义 (2)1.2国内外化妆品的发展现状 (2)2 基本理论2.1概述 (4)2.2原材料的分析 (4)3化妆品的特性3.1相对的稳定性 (7)3.2 高度的安全性 (7)3.3一定的功效性 (7)3.4良好的使用性 (7)4 乳液类化妆品的配方设计4.1乳剂类型的确定 (8)4.2油相成分 (8)4.3 水相成分 (8)4.4 两相的配比 (9)4.5 乳化剂 (9)4.6 香精及防腐剂 (9)5 乳化剂的加入方法5.1乳化剂溶于水相的方法 (10)5.2乳化剂溶于油相的方法 (10)5.3乳化剂分别溶解的方法 (10)5.4 乳轮流加液的方法 (10)5.5 初生皂法 (10)5.6 转相乳化法 (11)6 产品的稳定性6.1 乳液不稳定的影响因素 (12)6.2乳液不稳定性的机理 (12)6.3 乳液稳定性试验 (13)6.4 提高乳液稳定性方法 (14)7 结论 (15)致谢 (16)附录 (17)参考文献 (18)乳液类化妆品的配方及稳定性研究摘要本文概括地介绍了化妆品原料、乳液的种类、乳化剂的加入方法及稳定性测试方法和提高稳定性的一些措施,研究了当今化妆品的国内外研究背景及制作护肤品用的乳液类型、配方设计、产品稳定性测试等。

关键词：化妆品乳液稳定性1 绪论1.1研究的目的及意义发展史上,化妆品是从使用香料开始的，并逐渐与药物合为一体，使美容与治病相结合，先后经历了燕支、物忿、胭脂、眉墨和兰膏等化妆品等多个发展阶段。

提高化妆品安全性、稳定性、使用性和有用性等因素分别是化妆品不断变革，不断进步的主要动力，随着全球经济建设的不断创新对化妆品的综合性能提出了越来越高的要求。

影响油乳剂乳液疫苗稳定性的因素及其评价方法

的ＨＬＢ值也不同，一般来说ｆ４］，活性剂的用量越
大，体系的最佳ＨＬＢ值是增加的。在灭活液ｆ以下简称水相）／油体系中加入表面活性剂后。界面张力降低，同时界面发生吸附．形成界面膜。界面膜具有一定强度，对分散相液珠在
不同，液珠的大小分布也不同，适中的液珠大小有
的标准后，混合乳化剂的ＨБайду номын сангаас Ｂ值就成为制备稳定
乳状液的重要参数。油乳剂中的ＨＬＢ值的调整主
要利用Ｓｐａｎ一８Ｏ与Ｔｗｅｅｎ一８０的配比来进行。具有良好免疫效果的油乳剂多为Ｗ／Ｏ型。油相为白
有保护作用，使得液珠在相互碰撞时不易聚结。当
表面活性剂浓度低时。界面上吸附的分子少，界面
膜的强度差，形成的油乳剂稳定性亦差。表面活性
剂浓度升高至一定程度后，液珠的粒径显著减小，
的灭活疫苗的剂量、需要的粘度以及稳定性来定。
１．１．３硬脂酸铝硬脂酸铝作为助悬剂用于油乳
界面膜由比较紧密排列的、定向的吸附分子所组成，膜的强度相应较大．油乳剂液珠聚结时受到的
剂之中加入适量可减少液珠的沉降，增强油乳剂

影响乳剂稳定性的因素有哪些

影响乳剂稳定性的因素有哪些
1.电解质类型及浓度；
2.表面活性剂及保护胶体的影响；
3.机械作用影响，如强烈搅拌、泵送等高剪切作用会使稳定性下降；
4.冻结和熔化；
5.常期放置。

6.聚合控制不良、残余单体浓度高或乳化反应不完全，乳液粒径粗都将影响存放稳定性！
而影响化妆品乳液稳定性的因素又有多种，具体是哪些呢？
1、乳化设备的类型、性能和结构，对化妆品乳化液的稳定性有很大的影响；
2、不同的化妆品乳化液对于乳化温度的要求不同，如温度控制失当，也会对乳化液的稳定性造成破坏；
3、乳化时间，为了得到稳定的化妆品乳化液，需要根据实验得到合适的乳化时间，以让乳化液能充分的得到乳化搅拌，保证稳定性；
4、搅拌速度，对于乳化液的乳化有很大的影响。

乳液凝胶的微流变性能研究-东南科仪

介绍乳液被广泛应用于食品和化妆品领域。

它的货架期对于供应商和用户来说是非常重要的。

很多年前，可溶性聚合物就被加入到乳状液或悬浮液中以增加稳定性。

这些聚合物通过微观结构的凝胶性质为样品提供了稳定性，产生了非常微弱的粘弹性性质。

这种微弱的粘弹性影响着化妆品的最终使用性能，例如物理稳定性或使用感受。

Rheolaser光学法微流变仪在样品完全静止条件下分析样品的粘弹性变化，测试聚合物乳液的微流变性质变化过程。

在本文中，使用Rheolaser光学法微流变仪研究了聚合物浓度对乳液稳定性的影响，并测试了乳液的粘弹性变化过程。

分析对象为黄原胶浓度0.12%-0.4%、含油量为20%的四个乳液样品。

乳液凝胶基础黄原胶在乳液中形成贯穿的网络结构，扮演空间空缺絮凝剂并给提供乳液瞬态的凝胶效果。

乳液凝胶在短暂的时间内保持完整性，随后局部网络结构崩溃，形成致密的油相。

这种现象被称为乳液延迟分层。

Rheolaser光学法微流变仪通过追踪颗粒的运动速度和范围（MSD均方根位移），获取不同时间下的均方根位移MSD曲线用于表征样品粘弹性。

注：MSD曲线是样品微观流变性的信号，它反映着样品的粘弹性。

通过获取样品不同老化时间的MSD曲线可以识别样品的粘性、弹性和微观结构性质。

MSD曲线越靠近下方弹性越强，越靠近右侧粘性越强。

结果和讨论颗粒的均方根位移MSD在乳液的微观状态下，乳液液滴的布朗运动与样品的粘弹性相关，样品粘弹性发生变化时，MSD曲线也随时间发生变化。

不同颜色的MSD曲线代表不同的老化时间，随着老化时间的增加可以看见MSD曲线发生移动，在(Network formation 1)过程中，MSD曲线随着老化时间逐渐向下移动，意味着弹性逐渐增加，在这步中黄原胶的空间网络逐渐形成。

在(Stable stage 2)阶段，网络结构达到稳定状态，MSD曲线不发生变化。

在(Network breaking 3)阶段，也就是4h之后，可以观察到曲线向左移动，说明样品粘性开始下降，样品微观结构开始变化，这些变化可以用微流变参数宏观粘度因子(MVI)来定量。

影响乳液体系稳定性因素的探究

影响乳液体系稳定性因素的探究乳液体系是一种常用的主要用于护肤、洗浴及牙膏等日常化妆品制品中的配方。

随着市场对于化妆品质量的严格要求及对洗净感、保湿感及滋润感的客观评价要求的提高，乳液体系的稳定性和可控性已成为一大挑战。

乳液体系的稳定性受多种因素的影响，其中关键因素主要有以下几点：首先，乳液体系的质料全部选择得当，特别是抗凝剂及乳化剂的选择，是乳液体系的关键。

其次，乳液体系的配方设置要正确，在制备过程中要控制每一步反应的时间、温度、pH以及各种反应物的比例，以达到理想的粘度。

第三，乳液体系制备后必须存放在室温较适宜的库房，这样可以延长乳液体系的稳定性。

最后，乳液体系的稳定性还受微生物的影响，一定要保证产品在使用之前和运输过程中的卫生及检测，以确保不被微生物污染。

以上就是影响乳液体系稳定性的因素。

只有综合考虑和及时处理这些因素，才能保证产品的稳定性，满足市场需求。

Emulsion systems are a common formulation used in daily cosmetics products like skin care, bath, and toothpaste. With the strict quality requirements of cosmetics on the market and the objective evaluation requirements for clean, moisturizing and nourishing feeling, the stability and controllability of emulsion systems have become a great challenge.The stability of emulsion systems is influenced by many factors, among which the key factor are as follows: First of all, all the materials of the emulsion system should be properly selected, especially the choice of coagulant and emulsifier, which is the key to the emulsion systems. Secondly, the formula design of the emulsion system should be correct, and the time, temperature, pH and proportion of the reactantsshould be controlled in the preparation process to achieve the ideal viscosity. Thirdly, the emulsion system must be stored in an appropriate room temperature warehouse so as to extend the stability of the emulsion system. Finally, the stability of the emulsion system is also affected by microorganisms. It is necessary to ensure product hygiene and inspection before use and during transportation to avoid contamination by microorganisms.These are the factors that affect the stability of the emulsion system. Only by comprehensive consideration and timely processing of these factors can the stability of the product be ensured and the market demand be met.。

影响油乳剂乳液疫苗稳定性的因素及其评价方法

的灭活疫苗的剂量、需要的粘度以及稳定性来定。
１．１．３硬脂酸铝硬脂酸铝作为助悬剂用于油乳
界面膜由比较紧密排列的、定向的吸附分子所组成，膜的强度相应较大．油乳剂液珠聚结时受到的
剂之中加入适量可减少液珠的沉降，增强油乳剂
的内相粘度．降低液珠之间的碰撞几率，最终影响油乳剂的稳定性。但硬脂酸铝加入过多后粘度上升过快导致油乳剂灭活疫苗不适合注射。用ｌｍｌ的吸管吸取２５ ℃左右的疫苗ｌｍｌ，另其自然流出，
Ｓｔｏｋｅｓ定律中的重力常数ｇ为ｗ２Ｒ所代替，式者高速剪切搅拌对于高粘度体
系生热更为明显，大量的机械能被转化为热的形
是离心器的角速度．Ｒ是试样与转动轴的距离，ｒ
为简单，通用的方法一般有两种，一种是剂在油中
法：将水相和油相分别配制，油相的主要成分为白
油、Ｓｐａｎ一８０和硬脂酸铝；水相主要为病毒灭活液、Ｔｗｅｅｎ一８０、生理盐水。在激烈的持续搅拌下将水相加入油相，加入的时间宜长，使得两相能充分混合，较短则对油乳剂的稳定性不利１６］，一般６０ｓ

化妆品中的乳化稳定性研究与评估

化妆品中的乳化稳定性研究与评估乳化稳定性是化妆品中一个重要的特性，涉及到产品的外观、质感和使用感受等方面。

本文旨在研究和评估化妆品中乳化稳定性的相关因素，并提供相应的解决方案。

1. 乳化稳定性的定义与意义乳化稳定性指的是化妆品中油水两相均匀分散并能长时间保持稳定的能力。

在化妆品制备过程中，乳化稳定性的好坏直接影响产品外观和使用效果。

因此，研究和评估乳化稳定性对于提高产品质量至关重要。

2. 影响乳化稳定性的因素2.1 乳化剂选择乳化剂是实现乳化稳定的关键因素，其应选择具有良好表面活性和乳化性能的成分。

常用的乳化剂包括表面活性剂、增稠剂和防腐剂等。

2.2 油水相比例乳化液中油水相的比例会影响乳化稳定性。

过高或过低的油水比例均可能导致乳化液分离或破乳。

2.3 pH值乳化液的pH值也是影响稳定性的一个重要因素。

过高或过低的pH值会破坏乳化液的结构，导致乳化液不稳定。

2.4 温度温度对乳化液的稳定性有一定影响。

过高或过低的温度均可能导致乳化液发生相变或破乳。

3. 乳化稳定性的评估方法3.1 观察法观察法是最直观的评估乳化稳定性的方法之一。

通过观察乳化液在不同时间下的外观变化，如分层、结块等现象，来评价其稳定性。

3.2 粒径分布法粒径分布法可以通过测量乳化液中粒子的大小和分布情况来评估其乳化稳定性。

常用的测试仪器包括激光粒度仪和电子显微镜等。

3.3 稳定性指标法稳定性指标法是通过测量乳化液在一定时间内保持稳定的能力来评估其乳化稳定性。

常用的稳定性指标包括乳化指数、黏度变化等。

4. 改善乳化稳定性的方法4.1 优化配方通过适当调整乳化剂、油水相比例和pH值等因素，使配方更加稳定，提高乳化稳定性。

4.2 加入稳定剂稳定剂的加入可以增强乳化液的稳定性，常用的稳定剂包括聚合物、纳米材料和微胶囊等。

4.3 使用适当的工艺合理选择乳化工艺和方法，如高剪切乳化、高压乳化等，能够提高乳化液的稳定性。

5. 乳化稳定性的应用与前景乳化稳定性的研究与评估对于化妆品行业具有重要的应用前景。

乳液的常规性能检验及稳定性检验

乳液的常规性能检验及稳定性检验乳液的常规性能检验及稳定性检验中国新型涂料网讯：1、一般建筑涂料生产厂对购进乳液应进行以下常规性能检验。

(1)外观一般目测。

观察乳液的色相及有无颗粒及杂质。

(2)黏度由于聚合物乳液大多属于非牛顿型流体，故用于测定乳液黏度的仪器应能在较宽的剪切速率范围内测定剪切应力随剪切速率而变化的关系。

通常使用旋转黏度计来测定乳液的黏度，一般不使用涂－4杯。

(3)固体分测定将大约2 g聚合物乳液试样放入直径为4cm的铝盘(或玻璃盘)中，盖上铝盖(或玻璃盖)称重，然后将其置于设有通风装置的烘箱中，在115 ℃下干燥20 min称重，即可计算出固体含量。

上述方法对于像丙烯酸酯类容易起皮的聚合物来说，应采取较高干燥温度(如120℃)。

对于增塑聚合物乳液来说，由于增塑剂具有挥发性，应采用较低的温度(如105 ℃)和较长的干燥时间(如2h)。

(4)pH值用精密试纸或适当型号的pH值测定仪进行测定。

2、测定乳液稀释稳定性在10 ml带有刻度的试管中，用漏管加入2 ml乳液，然后用滴管加入8ml无离子水，充分摇匀后放置在试管架上，分别于24 h、48h 后观察有无分层、分水、沉淀发生，不发生上述现象即为通过。

也可参照上述比例，在适当的容器中称重，搅拌均匀后置于试管内观察。

3、测定乳液的机械稳定性在1000ml搪瓷杯中加入200g用120目筛网过滤后的乳液，将搪瓷杯放置在搅拌机上，用夹子固定，开动搅拌，调转速达4000r/min，搅拌0.5h后观察乳液是否破坏或絮凝，如无明显的絮凝物，再用120目筛网过滤，如没有或仅有极少量絮凝即认为通过。

4、测定乳液的钙离子稳定性首先配制5%氯化钙水溶液：用1%天平称取50 g无水氯化钙，加入950 ml水摇匀，备用。

在10 ml带有刻度的试管中，用滴管加入5 ml乳液，然后加入1ml5%氯化钙溶液。

应注意缓慢加入，充分摇匀后放置试管架上，分别于1 h、24 h、48h后观察，如发生分层，沉淀、絮凝等现象，即认为不合格。

无皂乳液共聚合乳液稳定性的影响因素

2.6 水油比的影响
提高水油比,单体液滴数减少,单体液滴被引发的几率减小,而乳胶粒浓度也降低,乳胶粒凝并几率也减少,乳胶粒径减少,因此聚合稳定性和乳液离心稳定性提高. 降低水油比,可提高固含量,但因聚合稳定性差,对该体系要达到高固含量有困难.
2.7 离子强度的影响
加入少量电解质,使聚合过程中生成的表面活性物质的CMC值下降,有利于生成胶束,使乳胶粒径减小,聚合稳定性、离心稳定性和乳液冻融稳定性略有提高.离子强度过高,则使乳胶粒表面双电层变薄,粒径增大,乳液聚合稳定性和离心稳定性降低.
• (3)适当提高共聚单体和引发剂浓度、MMA/BA比、反应温度、pH值,使冻融稳定性提高.
• (4)降低单体亲水性、搅拌速度,适当范围内提高引发剂浓度、反应温度、pH值、水油比,使乳液离心稳定性提高.
乳液性能测试
• 乳胶粒平均直径DZ：用MalvernⅡ型激光粒径分析仪测定 • 乳液的表面张力：用JZHY1-180型界面张力仪测定. • 乳胶粒表面电荷密度：用离子交换-电导滴定法测定. • 乳液的聚合稳定性：用凝聚率来表示,凝聚率越小,表明聚
合过程稳定性越好. 凝聚率(%wt)=凝聚物重(g)÷单体总重量(g)×100 %. • 乳液的离心稳定性:试样装在带刻度的5 mL离心试管中,4 000 r/min离心3 min,以上层清液的毫升数来表示.清液越多,表明乳液的离心稳定性越差. • 乳液的冻融稳定性:试样装在带盖玻璃瓶中,放入(18±2)℃ 冰箱中17h后取出,再在(23±2)℃放置6 h和48 h,观察乳液外观变化.
2.2 NaMA浓度的影响
随水N溶aM性A共浓聚度单增体加N,a乳M胶A粒浓径度逐的渐增增加大,使,而生后成趋的于聚定电值解.质乳增液多的,离粘心度稳定电增性荷大随密,因着度其粒增吸径加附,增故凝加乳并而液而降的产低冻生;融N的a稳M凝定A聚浓性物度提也增高增加. 加,乳,聚胶合粒过表程面稳羧定基性和降表低面.

乳液聚合中乳化剂对聚合物乳液稳定性的影响

对相同乳化剂 ,在一定范围内其用量越大 ,乳胶粒表面覆盖量越多 ,乳胶粒所具有的静电或立体稳定作用越强 , 聚合物乳液的电解质稳定性越高[10、14 ] 。但当乳化剂用量过大时 ,形成的乳胶粒过小 ,界面能太大 ,导致乳液的耐电解质稳定性下降。
提高乳液化学稳定性的方法有 2 种 :一是通过与少量亲水性单体共聚 (如用不饱和酸共聚加以改性) 以提高乳胶粒子的亲水度 ;二是提高乳胶粒子保
·18 ·
聚合物化学工作者必须对乳液聚合用乳化剂作更深一步的研究 ,研制开发出各种性能优良的乳化剂产品 ,以生产出更多、更好的聚合物乳液满足各行各业的众多需要。
参考文献 1 胡金生 ,曹同玉 ,刘庆普. 乳液聚合. 北京 :化学工业出版
社 ,1987 2 Chern C S , Chen Y C. Stability of the Polymerizable Sur2
聚合物乳液的化学稳定性 ,又称之为电解质稳定性 ,指聚合物乳液对添加各种化学药品产生的冲击作用的稳定性。由于这些物料中电解质对乳胶粒子双电层厚度及表面电荷影响甚大 ,故也多指聚合物乳液对电解质的稳定性。
乳化剂类型对聚合物乳液的电解质稳定性有显著的影响。一般说来 ,将非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂联合使用 ,比只使用单一乳化剂常常会取得更好的乳化效果。这是因为联合使用时 ,2 种乳化剂分子交替地吸附于乳胶粒的表面 ,相当于在阴离子型乳化剂分子之间楔入了非离子型乳化剂分子 ,这样就降低了在同一乳胶粒上吸附的牢度。加之非离子型乳化剂对乳胶粒的保护作用 ,从而产生了协同效应 ,使乳胶粒的稳定性得到进一步提高。
1) 机械稳定性乳液对剪切应力通常是敏感的 ,敏感程度的高低对乳液加工和泵送有着重要的意义。将待测的聚合物乳液首先通过 100 目的标准筛过滤 ,然后在特制的混合器中 ,在标准高速搅拌下 ,以一定的转速在规定的时间内进行搅拌 , 再将所生成的沉淀通过 ·16 ·

乳化剂和助剂对乳化体系稳定性能影响的研究分析

乳化剂和助剂对乳化体系稳定性能影响的研究分析乳化体系是一种组分或几种组分组合液体以微粒(液滴或液晶)形式分散在另一不相溶的液体中构成具有相当稳定性的多相分散体系。

由于它们外观往往呈乳液,所以又称为乳状液或乳化液。

乳状液形式的产品在许多行业使用都有优异的效果:改善食品日感、味道,改善医药吸收情况及促进农药的药效发挥等。

在化妆品中它可以克服油质化妆品不易吸收和水质化妆品润滑感差的缺点,提高化妆品的功效。

在液体洗涤剂中,可以克服织物变旧颜色变化,提高洗涤剂的护色和柔软作用。

解决了家居护理中固体地板护理剂使用不便,气味难闻的问题。

虽然乳状液在生活中为我们提供了各种便利,但乳状液体系在热力学上不稳定,易受多方因素影响,乳液贮存时间短,易出现分层和破乳等现象,产品货架期缩短,易造成产品质量问题,这些都影响消费者的使用。

影响乳液稳定性的主要因素有:乳化剂的选择、工艺温度、剪切速率、乳化时间及助乳化剂的添加等。

本文研究了乳化剂及助乳化剂对体系稳定性的影响,以聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨醇酐单单月桂酸酯为乳化剂,研究其在不同用量、不同配比以及添加助剂时对乳液稳定性能的影响。

1乳液稳定性的影响因素1.1乳化剂的作用原理乳化剂能吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。

其作用表现在:①降低界面张力,使分散体系的势能下降;②在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚结;③当乳化剂分子带有电荷时,使液滴表面带电形成双电层,减少液滴接近和碰撞而聚结的几率。

以下主要应用HLB值乳化剂选择法,研究乳化剂的用量、配比及加人助剂对硅油和白油体系稳定性的影响。

1.2乳化剂用量和配比选择1.2.1以HLB值为依据选择乳化剂HLB值反映了亲水与亲油这2种相反的基团大小和力量平衡,乳化剂提供HLB值(混合乳化剂是由加合法求得HLB值)与油相所需HLB值相等。

研究发现,乳化剂和油相的HLB值相同只是乳液稳定性的必要条件,而非充分条件.乳化剂选择的一般原则,使用复合乳化剂。

油基钻井液乳液稳定性影响因素研究

Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2020, 42(2), 56-65Published Online June 2020 in Hans. /journal/jogthttps:///10.12677/jogt.2020.422016The Influence Study on Stability of Oil-Based Drilling Fluids EmulsionRuibin He1, Xuejing Liu2, Tao Xie1, Tie Geng2, Pinghua Dong11China National Offshore Oil Corporation Tianjin Branch, Tianjin2Oilfield Chemicals Division, China Oilfield Services Limited, Yanjiao HebeiReceived: Mar. 10th, 2020; accepted: Apr. 13th, 2020; published: Jun. 15th, 2020AbstractIn order to fully understand the influence on the stability of oil-based drilling fluid emulsion, emulsifiers PF-EMUL-2 and PF-COAT-2 were selected to prepare emulsion. The influence of emul-sifier concentration, oil-water ratio, concentration and type of internal salt, type of base liquid and barite on emulsion stability were studied. The results show that, the emulsion stability increases with the increase of oil-water ratio, and compared with Na+, Ca2+ ions can improve the interfacial film strength of emulsion droplets. The study also shows that barite adsorbs some emulsifiers af-ter high-temperature aging, which results in a decrease of emulsifying affection, so more emulsi-fiers should be added to stabilize the emulsion in high-density drilling fluid. All the studies pro-vide theoretical basis for controlling the stability of oil-based drilling fluid system.KeywordsOil-Based Drilling Fluid, Emulsion, Microscopic Appearance, Average Particle Size, Stability油基钻井液乳液稳定性影响因素研究油基钻井液乳液稳定性影响因素研究何瑞兵1，刘雪婧2，谢涛1，耿铁2，董平华11中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津2中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，河北燕郊收稿日期：2020年3月10日；录用日期：2020年4月13日；发布日期：2020年6月15日摘要为充分了解油基钻井液乳液稳定性影响因素，选择了界面张力值低的乳化剂PF-EMUL-2与PF-COAT-2配制乳液。

简述破坏乳液稳定性的方法及其原理

简述破坏乳液稳定性的方法及其原理
乳液稳定性是乳液系统中一个基本且十分重要的性质，是乳液中各种组分之间
维持相容性所必须具备的性质，也是乳液系统具有市售价值的基础。

本文将简述乳液稳定性的破坏方法及其原理。

首先，要破坏乳液稳定性，乳液中的混合物入口及最终的结构应该是不稳定的，具有一定的易懂失稳性。

根据不同单体的特性，乳液的不稳定性可以通过以下两种方法来实现：
第一种方法是根据相互作用微粒物质之间的相容性破坏乳液稳定性。

当乳液中
混合物成分多时，它们之间的相互作用微粒物质就会产生极性不相容性，产生分散热、湿法及电泳等效应，使乳液的结构不稳定。

此外，乳液中的微粒物质之间的亲合力及排斥力也会影响乳液稳定性，从而破坏乳液的稳定性。

第二种方法是通过产生水解反应来破坏乳液稳定性。

水解反应是把一些拥有特
定官能团的有机物分解为一个或两个官能团，从而可以调整乳液中有机物的结构及相互作用力。

同时，只要水解反应产生了氢键，就会使乳液中的稳定性降低，从而破坏乳液稳定性。

总而言之，为了破坏乳液稳定性，可以通过降低混合物中各种组分之间的相容
性进行表面作用，或者通过部分物质的水解反应来调整乳液中有机物的结构及相互作用力，从而达到破坏乳液稳定性的目的。

乳剂的物理稳定性及其影响因素

乳剂的物理稳定性及其影响因素
乳剂属热力学不稳定的非均相分散体系，在制备或放置过程中，常发生以下几种变化：分层，指乳剂在放置过程中出现分散相粒子上浮或下沉的现象，分层是可逆过程。

主要原因是由于分散相与连续相存在着密度差。

减慢分层速度常用的方法是：减小乳滴的粒径，增加连续相的黏度，降低分散相与连续相的密度差。

絮凝，乳剂中分散的乳滴聚集形成疏松的聚集体，经振摇即能恢复成均匀乳剂的现象，称为乳剂的絮凝，它是乳剂破裂的前奏。

简述乳剂的稳定性

乳剂是指以乳液为基础的液体类化妆品。

乳剂的稳定性是指在一定的时间内，乳剂的质量和性质能够保持不变的能力。

乳剂的稳定性主要受到以下因素的影响:
1.温度变化: 乳剂中的乳化剂和乳液的稳定性会受到温度的影响，高温会加速乳化剂
的氧化和乳液的变质。

2.pH值: 乳剂中的酸碱度影响着乳液的稳定性，pH值过高或过低都会导致乳液变质。

3.溶解性: 乳剂中的配料如香精、防腐剂等需要在适当pH值下才能溶解，否则会影响
乳剂的稳定性。

4.灭菌: 乳剂中含有大量水分，易受微生物污染，灭菌是保证乳剂稳定性的重要措施。

5.添加剂: 乳剂中添加剂的类型和用量会影响乳剂的稳定性，过量或不当的添加剂会
导致乳剂变质。

乳剂的稳定性是一个复杂的过程，需要考虑多种因素的影响。

为了保证乳剂稳定性，需要对配方、生产工艺、灭菌消毒、包装等进行严格的控制和监测。

乳剂需要在适当的温度和湿度条件下存储，避免高温和高湿环境对乳剂的不利影响。

也要注意乳剂的有效期，在超过有效期之后应该避免使用。