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本发明公开了一种智能转换Pickering乳状液及其制备方法,属于胶体与界面化学领域。本发明制得的Pickering乳状液是利用具有双亲性的表面活性剂N C14 N+与负电荷的纳米SiO2颗粒原位疏水化形成表面活性颗粒制得,通过加入酸碱调节溶液的pH,使N C14 N+表面活性剂中的疏水尾链叔胺基团在“非极性”和“强极性”即具有“活性”和非活性之间智能转换,表面活性颗粒也在双亲性和强极性之间相互转换;整个过程都在水溶液实现,实现了表面活性剂回收和重复使用,实现在油品乳化运输、乳液聚合、纳米材料合成以及非均相催化中具有重要的应用。

一般刺激响应型表面活性剂通过调控亲水基团使表面活性剂在“活性”和“非活性”之间转换，但这种调控方式，表面活性剂在失活后往往变得不溶于水，在油品乳化运输和纳米材料合成等相关领域中，这些失活后的表面活性剂常常溶于油相中，不仅影响油品的品质，而且也达不到多次使用。另一方面，考虑到表面活性剂稳定的乳状液，稳定性较差且使用浓度过高等缺点。本发明提供一种阳离子型表面活性剂(可以在强极性-双亲性之间切换)与亲水性的带负电荷的SiO2颗粒原位疏水化作用形成表面活性颗粒，制备成稳定乳状液，解决上述问题。

技术方案

本发明提供一种以pH为触发机制的阳离子型表面活性剂N-C14-N+，与亲水性的负电荷的SiO2颗粒作用制成以pH为触发机制的表面活性颗粒，选用正癸烷作为油相，在11000r/s转速下，制备稳定的乳状液，通过加入酸碱调节溶液的pH，使表面活性颗粒在双亲性-强极性即“活性”和“非活性”之间切换。同时，乳状液在破乳后，更换新鲜的油相，验证表面活性剂是否溶解于油相中，被破乳后的正癸烷带走；以及使用新鲜的油相对乳状液的稳定性是否产生影响。

乳化和破乳在日常生活领域和工业及技术领域都非常重要。例如，一些产品如食品、化妆品、农药制剂等本身就是乳状液，要求保持长期稳定，而另一方面，一些乳状液例如原油乳状液则不希望其稳定，并要求快速破乳。还有一些场合，希望乳状液保持暂时稳定，即在一定时间内保持稳定，然后要求破乳。例如在乳液聚合中，在聚合阶段要求乳状液保持稳定，但在聚合反应完成后，则要求乳状液迅速破乳，以便顺利收集产品；在乳化原油输送过程中，原油乳状液要求保持稳定，但到达目的地后要求破乳，这就催生出一种新型乳状液：刺激-响应性乳状液。

刺激-响应性乳状液的形成往往依靠具有刺激-响应性的表面活性剂，刺激-响应表面活性剂具有双亲结构，一端为极性基团(亲水基)，另一端为非极性基团(疏水基)。目前报道的刺激方式包括pH、氧化还原、CO2/N2、温度、离子对、磁和光以及多重响应等，主要调控方式是将亲水基(极性基团)转变为非极性或弱极性基团(疏水基)。例如，pH响应性表面活性剂分子包含羧酸根、铵根以及酚羟基等基团，通过调控溶液的pH，这些基团转变为相对弱极性的羧基、胺基或酚基，从而使表面活性剂失活，变得不溶于水。然而在许多应用场合，如油品输送，需要失活后的表面活性剂溶于水，减少对油相的影响和达到多次使用、节能减排的目的。目前，市场上出现了一类表面活性剂即可以通过改变疏水端的极性使表面活性剂在失活后溶于水中，从而达到多次使用的目的。然而由这类表面活性剂稳定的乳状液属于热力学不稳定体系，乳状液的稳定性较差，并且表面活性剂的使用浓度较高，一般要显著大于其临界胶束浓度cmc。

由表面活性颗粒稳定的乳状液即Pickering乳状液因其具有超稳定性，能够保持长期稳定性，使用表面活性剂浓度较低等特点具有很好的应用前景。但Pickering乳状液的破乳相对的就比较困难，难以在较短时间内破乳，且选用的常规表面活性剂会残留在油相中，影响油相品质和使用效果。因此我们需要选用刺激-响应快的、失活后不溶于油相的表面活性剂与亲水性的颗粒原位疏水化作用形成的表面活性剂颗粒作为乳化剂来制备乳状液。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

有益效果

本发明利用具有pH为触发机制的表面活性颗粒制备得到超稳定的刺激-响应性Pickering乳状液。该pH敏感的表面活性颗粒以及由其稳定的Pickering乳状液可以在pH≤3和起始pH下，实现了刺激-响应。通过加入酸碱溶液能够对疏水基团(叔胺基团)调控，即在中性条件下具有表面活性，与负电荷SiO2颗粒原位疏水化作用形成表面活性颗粒；在酸性条件下，叔胺质子化，转变成亲水基团，原位疏水化作用解除，颗粒不在具备表面活性，实现了对表面活性颗粒双亲性-强极性的智能转换和乳状液的成乳-破乳循环，且这一循环能够达到四次以上。

同时，通过对破乳后油相的核磁氢谱检测，并与未换油的乳状液的显微照片比较，证明表面活性剂并没有残留在油相中，表面活性剂在失活后全部溶于水中，实现了表面活性剂回收和重复使用。这一特性在油品乳化运输、乳液聚合、纳米材料合成以及非均相催化中具有重要的作用。

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