一种粘弹性纳米乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粘弹性纳米乳液，以100重量份计，油相10-40份；乳化剂5-10份，生物胶7×10-4-3.5×10-1份，水余量；所述乳化剂为亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的混合物；所述亲油性乳化剂为Span20和TX4的混合物；所述亲水性乳化剂为Brij 35和Tween 20的混合物。本发明专利技术还公开了其制备方法，步骤如下：在20-25℃下，将乳化剂加入到油相中搅拌均匀，得到纳米乳混合液；将生物胶溶解于水中，得水相溶液；将水相溶液逐滴匀速加入到纳米乳混合液中并同时搅拌，形成纳米乳液。本发明专利技术利用乳化剂复配和生物胶的嵌入，使纳米粒子表面的油水界面两侧均能够形成具有粘弹性的吸附层，提高了油水界面的粘弹性和稳定性，粒度分布窄且稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种粘弹性纳米乳液及其制备方法
本专利技术属于纳米乳液制备
，尤其是一种粘弹性纳米乳液及其制备方法。
技术介绍
乳状液是指分散相以小液滴的形式分散在另一相(非溶剂)组成的连续相中形成的分散体系，它是热力学不稳定的多分散体系，分散相直径一般在0.1～10μm之间，而直径在50～500nm之间的乳状液称为纳米乳液。作为一种特殊类型的乳状液，纳米乳液与普通乳液相比液滴粒径小，分散均匀，有一定的动力学稳定性，能够在数月甚至半年内不发生明显的絮凝和聚结，具有更加优良的性质和应用前景。因此，纳米乳化技术已渗透到石油化工、日用化工、精细化工、材料科学、生物技术以及环境科学等领域，并在各个领域具有巨大的应用潜力。纳米乳液体系的粘度一般较低，在流动过程中容易受到剪切作用的影响，使得乳液的粒径大小和分布发生变化，因此，如何提高纳米乳液的抗剪切能力对于纳米乳液的应用具有重要的意义。专利CN201310130666.4提供了一种利用聚合物部分水解聚丙烯酰胺或疏水修饰聚丙烯酰胺稳定的纳米乳液，通过提高纳米乳液体系的粘度从而达到稳定纳米乳液的目的。无论是部分水解聚丙烯酰胺还是疏水修饰的聚丙烯酰胺，其中都会含有一定量的丙烯酰胺单体，在剪切力的作用下聚丙烯酰胺的分子链会被剪切断裂从而得到小分子的丙烯酰胺聚集体，而丙烯酰胺是一种具有潜在的神经毒性、遗传毒性和致癌性的物质，因此，利用这种方法得到纳米乳液在应用时存在一定的安全隐患，其应用范围会受到极大的限制。申请号201410514585.9的专利公开了一种无盐阴/阳离子表面活性剂稳定的粘弹性乳液及其制备方法，虽然其具有一定的粘弹性，在流动过程中受剪切作用时可以发生变形，但是这种方法制备得到的是油包水型乳状液，其粒径尺寸属于微米级，相对于纳米级粒径的乳液，其粒径分布较宽，稳定性相对较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种粘弹性纳米乳液及其制备方法。本专利技术制备的纳米乳液利用生物胶和表面活性剂的协同作用，表现出良好的粘弹性和稳定性，纳米粒子粒径均匀，粒度分布窄，纳米乳液体系无污染，更加环保。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种粘弹性纳米乳液，以100重量份计，油相10-40份；乳化剂5-10份，生物胶7×10-4-3.5×10-1份，水余量；所述乳化剂为亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的混合物；所述生物胶为定优胶、威兰胶或者结兰胶中的一种。优选的，所述亲油性乳化剂为失水山梨醇月桂酸酯Span20和烷基酚聚氧乙烯醚TX4的混合物；所述亲水性乳化剂为聚氧乙烯月桂醚Brij35和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween20的混合物。优选的，所述油相为液体石蜡。优选的，所述亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的质量比为45-50:50-55。优选的，所述亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的质量比为49:51。优选的，所述亲油性乳化剂失水山梨醇月桂酸酯Span20和烷基酚聚氧乙烯醚TX4的质量比为99-50:1-50；亲水性乳化剂聚氧乙烯月桂醚Brij35和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween20的质量比为1-50:99-50。优选的，所述亲油性乳化剂失水山梨醇月桂酸酯Span20和烷基酚聚氧乙烯醚TX4的质量比为75:25；亲水性乳化剂聚氧乙烯月桂醚Brij35和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween20的质量比为25:75。本专利技术还公开了一种粘弹性纳米乳液的制备方法，步骤如下：(1)在20-25℃下，乳化剂加入到油相中搅拌均匀，得到纳米乳混合液；(2)将生物胶溶解于水中，得水相溶液；(3)将水相溶液逐滴加入到纳米乳混合液中并同时搅拌，形成粘弹性纳米乳液。优选的，所述步骤(1)中的乳化剂是在20-25℃下，将亲油性乳化剂和亲水性乳化剂充分混合配制而成的。优选的，所述步骤(1)中的搅拌速度为电磁搅拌控制，速度为600-800转/min，搅拌时间为5-10min。所述步骤(3)中水相溶液通过微量注射泵注入，注入速度为0.1-10mL/min，搅拌为电磁搅拌控制，速度为200-400转/min。本专利技术利用生物胶和表面活性剂制备粘弹性纳米乳液，选用的亲油性乳化剂是Span20与TX4的混合物，亲水乳化剂是Brij35与Tween20的混合物。Span20与TX4的HLB值(亲水亲油平衡值)相近，分子长度相近。Brij35与Tween20的HLB值相近，分子长度相近。通过两种亲油乳化剂的相互缠绕和两种亲水乳化剂的相互缠绕，在油水界面的两侧上分别形成比单一亲水亲油表面活性剂更加稳定的、且具有一定厚度的多层吸附层。在亲油性乳化剂的油相一侧，油相与吸附层最外层的亲油基通过范德华力相连，吸附层之间相邻两层的亲水基间的相互渗透不强，表面活性剂层之间可以产生相对移动，在纳米乳液粒子相互碰撞的过程中，纳米乳液粒子通常会发生变形，吸附层不会容易发生聚并，有利于增强体系的稳定性和粘弹性；在亲水性乳化剂的水相一侧，相邻的吸附层之间亲水基存在相互渗透，水分子由于体积小，且能与亲水基中的醚氧原子形成氢链，能较容易的渗透到相邻吸附层中间，加强层间的相互作用力，提高纳米乳液的稳定性和抗聚并能力。亲水乳化剂和亲油乳化剂均选用两种结构相近的表面活性剂配合使用，可以起到协同促进作用，保证水相侧和油相侧多层吸附层的强度，对纳米乳液的长期稳定性起到重要的作用。由于生物胶不含疏水基，且自身带有负电荷。在纳米乳液形成过程中，生物胶嵌入油水界面中亲水乳化剂形成的吸附层中间，一方面由于负电荷的参与，能够进一步增大粒子间的排斥力，使得粒子之间更加难以聚并，以致形成更小的粒子，粒径分布更加窄，更有利于纳米乳液的稳定，另一方面由于生物胶具有长支链结构，容易发生卷曲缠绕并携夹一定的水分子，促使纳米乳液体系的表观粘度和零剪切粘度升高，且使得水相与亲水乳化剂一侧也具有一定的粘弹性，从而提高了整个油水界面的粘弹性。这对于提高纳米乳液在多孔介质中流动时的稳定性具有重要的意义。纳米乳液在多孔介质中流动时，如果孔喉大小发生变化，孔喉会对纳米乳液产生剪切作用，使液滴形状发生变化，破坏原来稳定的界面吸附层，从而导致纳米乳液的稳定性变差，而一旦纳米乳液具有一定的粘弹性，在通过孔喉时，其粘弹性会促使纳米颗粒发生变形通过，之后吸附层会迅速恢复原来的结构，从而使纳米乳液保持稳定。本专利技术的有益效果是，本专利技术利用两种亲油乳化剂和两种亲水乳化剂复配，充分发挥表面活性剂的乳化作用，再加上生物胶的嵌入，使得纳米乳液表面的油水界面两侧均能够形成具有粘弹性的吸附层，起到协同作用，大大提高了整个油水界面的粘弹性。同时，通过生物胶自带的负电荷，能够增大粒子间的相互排斥力，使粒子不易发生聚并，粒度分布窄且稳定，平均粒径分布在255-280nm之间，粒径分布窄有利于提高纳米乳液体系的长期稳定性。利用表面活性剂间的协同作用形成纳米乳液要比单用一种亲油乳化剂和一种亲水乳化剂形成的纳米乳滴的界面膜更加稳定。此外，利用生物胶分子重复结构单元具有空间立体构型这一特性，参与形成的纳米乳液有更强的粘弹性，使得纳米乳液在多孔介质中的稳定性会大大增强。而且本专利技术的制备方法简单易操作，节约能量，降低成本，符合环保及不同领域应用的要求。附图说明图1是定优胶化学结构示意图；图2是威兰胶化学结构示意图；图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘弹性纳米乳液，其特征在于，以100重量份计，油相10‑40份，乳化剂5‑10份，生物胶7×10‑4‑3.5×10‑1份，水余量；所述乳化剂为亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的混合物；所述生物胶为定优胶、威兰胶或者结兰胶中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种粘弹性纳米乳液，其特征在于，以100重量份计，油相10-40份，乳化剂5-10份，生物胶7×10-4-3.5×10-1份，水余量；所述乳化剂为亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的混合物；所述生物胶为定优胶、威兰胶或者结兰胶中的一种；所述亲油性乳化剂为失水山梨醇月桂酸酯Span20和烷基酚聚氧乙烯醚TX4的混合物；所述亲水性乳化剂为聚氧乙烯月桂醚Brij35和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween20的混合物；所述油相为液体石蜡。2.如权利要求1所述的一种粘弹性纳米乳液，其特征在于，所述亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的质量比为45-50:50-55。3.如权利要求1所述的一种粘弹性纳米乳液，其特征在于，所述亲油性乳化剂和亲水性乳化剂的质量比为49:51。4.如权利要求1所述的一种粘弹性纳米乳液，其特征在于，所述亲油性乳化剂失水山梨醇月桂酸酯Span20和烷基酚聚氧乙烯醚TX4的质量比为99-50:1-50；亲水性乳化剂聚氧乙烯月桂醚Brij35和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween20的质量比为1-50:99-50。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫厚健，徐龙，董明哲，李亚军，桑茜，朱腾，李康宁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37