CNC经ATRP接枝含胺基聚合物制备具有pH响应Pickering乳化剂
2021-12-21付时雨
付时雨 李 鸣
(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)
Pickering乳液是由固体粒子稳定的一种乳液,具有良好的抗聚结作用,在食品、制药、化妆品、乳液聚合和生物医学等多个领域具有广阔的应用前景[1-5]。固体粒子可以是纤维素、壳聚糖和淀粉等生物质颗粒,也可以是SiO2无机颗粒和其他聚合物颗粒。利用这些颗粒改性后能制备出多种Pickering乳化剂[6-11]。然而,有些情况要求乳化剂能够进行乳化和破乳快速转化。如Zoppe等人[12]在纤维素纳米晶体(CNC)表面接枝了聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly-N-isopro⁃pylacrylamide,PNIPAAm)制备的Pickering乳液,用于庚烷/水乳化,当温度高于33℃时,则迅速破乳出现相分离状态。Low等人[13-14]在CNC表面负载Fe3O4纳米颗粒制备了Pickering乳化剂,具有pH响应,在pH值3~7时稳定,pH值8~11时不稳定,pH值13时又稳定。在SiO2纳米微球上接枝含有胺基官能团制备的Pickering乳化剂用于油/水乳化体系,交替通入CO2或N2,就能改变体系的pH值,从而实现油包水和水包油的转化[15-16]。这种响应性Pickering乳化剂在工业领域具有潜在应用价值。
制备Pickering乳化剂的反应方式有很多。在固体微粒上接枝胺基,使其与醛基形成动态可逆共价键,可制备pH响应性的Pickering乳化剂[6];自由基聚合改性含官能团的纳米颗粒也能制备出响应性的Pickering乳化剂[17];用可逆加成-断裂链转移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Po⁃lymerization,RAFT)技术在固体纳米颗粒SiO2表面接枝聚合pH响应性聚合物得到功能性的Pickering乳化剂[18],用于重油的回收。用氮氧自由基聚(Nitrox⁃ide-Mediated radical Polymerization,NMP)反应,在CNC表面接枝聚合含有叔胺基的聚合物链,制备具有CO2/N2响应性的乳液[19]。在众多Pickering乳化剂中,CNC因良好的生物相容性、较高的比表面积及其可再生性而备受关注[1,4-5]。……
