一种复合型乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种复合型乳液及其制备方法与应用，该乳液包括以下组分：电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水；其通过电响应性表面活性剂与氟碳型表面活性剂使两种不相溶的油相形成了稳定的复合型乳液；通过控制电作用时间实现了乳液形貌可逆调控，不需要改变乳液成份比，具有方便、简单、可精细调控和大批量制备等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型乳液及其制备方法与应用
本专利技术属于乳液制备
，具体涉及一种复合型乳液及其制备方法与应用。
技术介绍
复合型乳液是一类由多种不相混溶的内相所构成的粗分散体系，主要包含多层乳液、Janus乳液和多重乳液，因其独特的结构特征，在材料、食品、化妆品、药物传递、光学透镜及生物分析等领域展现出良好的应用前景，并越来越受到研究者的重视，是当前乳液领域主要研究的方向之一。相关技术中，复合型乳液的制备及结构调控需通过精细的设备或改变体系内各成分含量，存在过程繁琐、操作麻烦且不能大批量制备等问题，进一步会影响实际的应用，尤其影响复合乳液在不对称材料制备方面的应用。微流体法是调控复合型乳液拓扑结构的经典方法，也是目前构建复合型乳液较为成熟的方法，该技术能够对复合型乳液的液滴尺寸分布、拓扑结构以及组成成分进行精细调控。但微流体技术存在装置复杂、制备效率低、难以大规模制备复合乳液等问题，这些弊端限制了其在实际生活中的应用。相分离法也是调控的常用方法。其主要是通过刺激诱导相分离和质量转移诱导相分离使含有多个成分的均相液滴发生相分离形成微分散相小液滴，这些小液滴发生聚集最终将初始的普通乳液重塑成形貌更复杂的复合型乳液，该方法需要体系具有特定的分子结构，所以该方法需要在特定的条件下才可实现。一步高速剪切法凭借其操作简便且能大规模制备复合型乳液的优点而备受关注，但该方法的调节过程仍不便捷，需要改变体系的成分含量才能实现。因此，需要开发一种复合型乳液及其制备方法，该方法可实现乳液的精细调控及大批量制备。>
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是：一种复合型乳液，该乳液具有电响应性。本专利技术要解决的第二个技术问题是：上述复合型乳液的制备方法，该方法能实现对乳液的精细调控及大批量制备。本专利技术要解决的第三个技术问题是：上述复合型乳液的应用。为解决上述第一个技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种复合型乳液，包括以下组分：电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水；其中，所述电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水一起形成稳定的乳液。根据本专利技术的一些实施方式，所述电响应性表面活性剂在所述复合型乳液中的质量分数为0.01～0.6％。根据本专利技术的一些实施方式，所述氟碳型表面活性剂在所述复合型乳液中的质量分数为0.5～1％。根据本专利技术的一些实施方式，所述油相在所述复合型乳液中的质量分数为10～70％。根据本专利技术的一些实施方式，所述电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂和油相的质量分数之比约为1:1:50。根据本专利技术的一些实施方式，所述电响应性表面活性剂为二茂铁基表面活性剂；优选地，所述二茂铁基表面活性剂为十一烷基二茂铁基三甲基溴化铵。根据本专利技术的一些实施方式，所述十一烷基二茂铁基三甲基溴化铵的结构式如下：二茂铁在还原态时为疏水，当氧化变为氧化态时为亲水，当电作用于含二茂铁表面活性剂水溶液中时，随着作用时间不同，二茂铁的氧化程度不同，进一步导致该表面活性剂的亲疏水性发生改变，由疏水逐步变为亲水，界面张力增大，从而导致两相界面张力平衡打破，为形成稳定的平衡状态，乳液的形貌会随之发生变化。根据本专利技术的一些实施方式，所述氟碳型表面活性剂为水性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂、含氟聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和全氟聚醚表面活性剂中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述水性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂为ZonylFS-300。根据本专利技术的一些实施方式，所述含氟聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为CapstoneFS-30。根据本专利技术的一些实施方式，所述全氟聚醚表面活性剂为Krytox157FSL。本专利技术复合型乳液的体系中的两种油相分别为室温下不相溶的全氟烷烃和烷烃，所以乳化剂需要有氟碳型表面活性剂和碳氢型表面活性剂，根据相似相溶原理，氟碳型表面活性剂有助于稳定全氟烷烃油相，而碳氢型表面活性剂有助于稳定烷烃类油相，若只有其中一种类型的，就无法通过外界刺激改变界面张力之间的平衡实现复合型乳液形貌的调控。根据本专利技术的一些实施方式，所述油相包括烷烃、全氟烷烃、硅油、全氟聚醚、植物油脂、功能性单体和离子液体中的至少两种。根据本专利技术的一些实施方式，所述油相还可以包括液体石蜡。根据本专利技术的一些实施方式，所述烷烃包括正己烷、正庚烷和正辛烷中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述全氟烷烃包括全氟正己烷、全氟正庚烷、全氟正辛烷、甲氧基-九氟代丁烷、FC770中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性单体包括丙烯酸酯和可聚合的含硅单体中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性单体的分子量为100～20000。根据本专利技术的一些实施方式，所述丙烯酸酯为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯和氟代丙烯酸酯中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述氟代丙烯酸酯包括十六氟代癸基-1,10-二丙烯酸酯。根据本专利技术实施方式的复合型乳液，至少具备如下有益效果：通过电响应性表面活性剂与氟碳型表面活性剂使两种不相溶的油相形成了稳定的复合型乳液；通过控制电作用时间实现了乳液形貌可逆调控，不需要通过改变乳液成份；具有方便、简单、可精细调控和大批量制备等优点，这为新型的不对称材料的制备及表面结构的精细化调控提供一种新的方法。为解决上述第二个技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种上述复合型乳液的制备方法，包括以下步骤：S1、前驱体制备：将所述电响应性表面活性剂水溶液与所述氟碳型表面活性剂混合，得前驱体；S2、乳液制备：将所述油相添加至所述前驱体中，乳化后静置，即得所述复合型乳液；S3、电响应：在电压作用下，调控复合型乳液的形貌。根据本专利技术的一些实施方法，上述制备方法还包括所述电响应性表面活性剂的制备过程，包括如下步骤：(1)酰化：将11-溴十一烷酸与酰化剂反应，得化合物Ⅰ；(2)付克酰基化：将化合物Ⅰ添加至二茂铁和路易斯酸中，反应得化合物Ⅱ；(3)羰基还原：将还原体系添加至化合物Ⅱ中，反应得化合物Ⅲ；(4)铵化：将化合物Ⅲ添加至三甲胺水溶液中，得FTMA。根据本专利技术的一些实施方式，所述酰化剂为二氯亚砜、草酰氯和三氯化磷中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述11-溴十一烷酸与所述酰化剂的摩尔比为1：2～10。根据本专利技术的一些实施方式，所述酰化步骤中反应温度为40～70℃。根据本专利技术的一些实施方式，所述酰化步骤中反应时间为3～8h。根据本专利技术的一些实施方式，所述的路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁和三氟化硼中的至少一种。根据本专利技术的一些实施方式，所述付克酰基化步骤中反应温度为-10～10℃。根据本专利技术的一些实施方式，所述付克酰基化步骤中反应时间为8～12h。根据本专利技术的一些实施方式，所述的还原体系为锌汞齐(Zn-H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型乳液，其特征在于：包括以下组分：电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水；其中，所述电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水一起形成稳定的乳液。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合型乳液，其特征在于：包括以下组分：电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水；其中，所述电响应性表面活性剂、氟碳型表面活性剂、油相和水一起形成稳定的乳液。


2.根据权利要求1所述的一种复合型乳液，其特征在于：所述电响应性表面活性剂为二茂铁基表面活性剂；优选地，所述二茂铁基表面活性剂为十一烷基二茂铁基三甲基溴化铵。


3.根据权利要求1所述的一种复合型乳液，其特征在于：所述氟碳型表面活性剂为水性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂、含氟聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂和全氟聚醚表面活性剂中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种复合型乳液，其特征在于：所述油相为烷烃、全氟烷烃、硅油、全氟聚醚、植物油脂、功能性单体和离子液体中的至少两种。


5.一种制备如权利要求1至4所述的复合型乳液的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾康乐，郭永顺，麦裕良，庞浩，余龙飞，张磊，郑小珊，廖兵，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44