[发明专利]一种蓖麻油改性纤维素稳定的Pickering乳液及其制备方法

说明书

一种蓖麻油改性纤维素稳定的Pickering乳液及其制备方法，通过蓖麻油和巯基羧酸类化合物的酯化反应制备巯基化蓖麻油；在弱碱性条件下向纳米纤维素水分散液中加入盐酸多巴胺对其进行改性，得到聚多巴胺改性的纳米纤维素丙酮分散液，随后向上述分散液中加入巯基化蓖麻油，得到黑褐色的蓖麻油改性的纳米纤维素粉末；将蓖麻油改性的纳米纤维素粉末分散在去离子水中，形成均匀的蓖麻油改性纤维素水分散液，随后与油相混合均匀，得到乳白色蓖麻油改性纤维素稳定的Pickering乳液。本发明制备的Pickering乳液性能稳定，储存期长，有望用于化妆品、医药、石油和废水处理等领域。

技术领域：

本发明属于生物质材料及应用领域，特别涉及一种蓖麻油改性纤维素稳定的Pickering乳液及其制备方法。

技术背景：

Pickering乳液是以固体颗粒替代传统表面活性剂稳定两不相容液体的新型乳液，主要分为油包水(W/O)和水包油(O/W)型乳液。与传统表面活性剂稳定的乳液相比，Pickering乳液的乳化剂用量少，且稳定性高。其稳定机理是固体颗粒在油水界面的不可逆吸附形成的乳液液滴之间的空间位阻效应阻碍了液滴的聚并，同时固体粒子之间相互缠结形成的网络结构在一定程度上增加乳液的稳定性。由于皮克林乳液具有经济、稳定性强等优良特性，在化妆品、食品、制药、石油和废水处理等行业具有广阔的应用前景，受到研究者们的广泛关注。目前用于稳定Pickering乳液的固体颗粒主要有二氧化硅及合成乳胶等。而以环境友好的可再生材料如蛋白质、淀粉、纤维素等为稳定剂制备Pickering乳液的研究还比较少。

纤维素是自然界中储量最为丰富的优质天然聚合物，广泛存在于木材、棉、麻等植物基体中。与人工合成的聚合物相比，纤维素及其衍生物除了具有可再生、生物相容性好等优势外，还具有无毒、无污染、可生物降解、易于被物理或化学修饰等特点。其中纳米纤维素是从纤维素中提取分离出来的、尺度在纳米范围(长度数百纳米，直径5-15纳米)内的刚性棒状纳米材料，具有强的界面吸附能力、高的长径比等特点，是稳定Pickering乳液理想的纳米材料。纳米纤维素表面富含羟基，具有亲水性，只能用于稳定非极性或弱极性油相。固体颗粒的表面浸润性是影响Pickering乳液类型和稳定性的主要因素，其中固体颗粒的三相接触角在90°附近时所制备的乳液稳定性最好。因此需要对纳米纤维素进行疏水化改性，赋予其一定的疏水性来降低表面和界面张力，从而提高Pickering乳液的稳定性。目前对纳米纤维素疏水改性方法主要为接枝共聚改性，通过在纤维素表面引发自由基接枝可聚合单体，引入疏水高分子链来降低纳米纤维素的表面能。但是改性过程操作繁琐，反应条件苛刻，且所接枝材料多为石油基高分子，不可生物降解，易对环境造成二次污染。因此，寻找环境友好、可生物降解的纳米纤维素改性材料及简单易行的改性方法是目前开发纤维素稳定Pickering乳液的重点。本发明因此而来。

发明内容

解决的技术问题：本发明克服现有纳米纤维素接枝改性中存在的问题，提供一种蓖麻油改性纤维素稳定的Pickering乳液及其制备方法，该方法提出在聚多巴胺的辅助下，向纳米纤维素表面接枝生物质材料蓖麻油使其具有亲水亲油性，并将其用于稳定Pickering乳液。该方法中所使用的材料均为环境友好、可生物降解的材料，且制备过程简单，反应条件温和，所制备的Pickering乳液性能稳定，储存期长，有望用于化妆品、医药、石油和废水处理等领域。