锂皂石稳定的烯基琥珀酸酐纳米乳状液的形成机理

本项目拟以烯基琥珀酸酐作为油相，以合成锂皂石作为乳化与稳定剂，烷基胺和壳聚糖作为锂皂石润湿性能的调节剂和助乳化剂，通过对具有不同润湿性能的锂皂石对烯基琥珀酸酐乳化行为和纳米乳状液结构的研究及与相应蒙脱石乳化行为的比较，阐明锂皂石稳定的烯基琥珀酸酐Pickering纳米乳状液的形成机理；通过研究壳聚糖对锂皂石润湿性能、电荷特性、聚集形态的影响和不同加入方式对烯基琥珀酸酐的协同乳化行为的影响，阐明壳聚糖作为助乳化剂时在Pickering纳米乳状液形成中的作用；通过壳聚糖改性锂皂石与未改性锂皂石对烯基琥珀酸酐协同乳化行为的研究，确定润湿性能不同的改性与未改性锂皂石之间的协同乳化规律；通过对各种锂皂石稳定的烯基琥珀酸酐纳米乳状液水解稳定性和施胶作用的研究，建立烯基琥珀酸酐施胶性能与其Pickering纳米乳状液性能之间的联系，发展一种施胶效率高可减缓烯基琥珀酸酐水解的Pickering纳米乳状液。

烯基琥珀酸酐(ASA)是一种高反应活性造纸施胶剂，经乳化后用于浆内施胶，提高纸张抗水性。利用固体颗粒作稳定剂制备ASA纳米乳状液，有望提高ASA的施胶效率，避免表面活性剂的不利影响。本项目利用烷基胺改性锂皂石，通过调节锂皂石对ASA的润湿性能降低了乳液粒度，提高了ASA的施胶效率，并发现乳液突变转相时ASA体积分数大于70%，液滴粒径在转相点附近最小；去除水相中游离的烷基胺，可进一步大幅度降低ASA乳状液粒径。然而，过小的ASA液滴水解很快，导致乳液不稳定，施胶效率降低。利用烷基胺改性蒙脱石稳定ASA乳液时，与利用改性锂皂石稳定ASA乳液情况类似。酸溶壳聚糖带有正电荷，对带有负电荷的锂皂石和蒙脱石具有强烈的聚集作用，由此降低了锂皂石或蒙脱石稳定的ASA乳液稳定性，增大了乳液粒径，然而施胶效率有所提高。加入氨水引起ASA乳液的二次乳化，降低了乳液粒度，但施胶效率降低。利用与ASA和水亲和性相当的纳米二氧化钛稳定ASA乳液，由于ASA对纳米二氧化钛在ASA-水界面上的改性，突变转相规律与常规油相的乳液不同，并在突变转相点附近获得粒径最小的乳状液，然而乳状液施胶效率不高。因此，为ASA乳液发展了聚合硫酸铝/锂皂石、尿素/锂皂石和丙氨酸/锂皂石稳定体系，减少了乳液中ASA的水解，提高了乳液施胶效率。