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纳米颗粒协同稳定的硅油乳液制备及其应用性能

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现代纺织技术 2023年第6期31卷 181-187页

作者：熊春贤章云菊翁艳芳余建华刘作平张建设浙江科峰有机硅股份有限公司浙江嘉兴314423

针对氨基硅油乳液存在的乳化剂用量高、分散稳定性差等问题,以丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,采用半连续种子乳液聚合法制备共聚物乳胶颗粒,并将其作为Pickering纳米颗粒,协同低剂量乳化剂构建“纳米颗粒乳化剂”Pi... 详细信息

针对氨基硅油乳液存在的乳化剂用量高、分散稳定性差等问题,以丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,采用半连续种子乳液聚合法制备共聚物乳胶颗粒,并将其作为Pickering纳米颗粒,协同低剂量乳化剂构建“纳米颗粒乳化剂”Pickering乳化体系,以此提高乳液稳定性和降低乳化剂用量,并将不同稳定体系的硅油乳液用于织物后整理。对比了Pickering硅油乳液与乳化剂单独稳定的硅油乳液对整理残液化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)以及整理织物的性能影响。结果表明:Pickering乳化体系中(以P(EHA-MMA)颗粒为例),纳米颗粒吸附在硅油液滴的表面,形成机械阻隔,提升了硅油乳液的分散稳定性,使乳化剂用量降低60%以上;浸轧整理织物时,相比乳化剂单独稳定的乳化体系,Pickering乳化体系的硅油乳液吸附织物效率更高,整理后残液COD值降低60%,整理织物的经纬向纰裂值别降低至5.18、5.26 mm。

关键词：硅油乳液 Pickering COD 稳定性协同稳定纰裂

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纳米颗粒协同稳定的硅油乳液制备及其应用

现代纺织技术 2023年

作者：熊春贤章云菊翁艳芳余建华刘作平张建设浙江科峰有机硅股份有限公司

针对氨基硅油乳液存在的乳化剂用量高、分散稳定性差等问题，以丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体，采用半连续种子乳液聚合法制备共聚物乳胶颗粒，并将其作为Pickering纳米颗粒，协同低剂量乳化剂构建“纳米颗粒/乳化... 详细信息

针对氨基硅油乳液存在的乳化剂用量高、分散稳定性差等问题，以丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体，采用半连续种子乳液聚合法制备共聚物乳胶颗粒，并将其作为Pickering纳米颗粒，协同低剂量乳化剂构建“纳米颗粒/乳化剂”Pickering乳化体系，以此提高乳液稳定性和降低乳化剂用量，并将不同稳定体系的硅油乳液用于织物后整理。对比了Pickering硅油乳液与乳化剂单独稳定的硅油乳液对整理残液化学需氧量（Chemical oxygen demand，COD）以及整理织物的性能影响。结果表明：Pickering乳化体系中(以P(EHA-MMA)颗粒为例)，纳米颗粒吸附在硅油液滴的表面，形成机械阻隔，提升了硅油乳液的分散稳定性，使乳化剂用量降低60%以上；浸轧整理织物时，相比乳化剂单独稳定的乳化体系，Pickering乳化体系的硅油乳液吸附织物效率更高，整理后残液COD值降低60%，整理织物的经纬向纰裂值分别降低至5.18、5.26 mm。

关键词：硅油乳液 Pickering COD 稳定性协同稳定纰裂

球磨木质素与Tween80协同稳定Pickering高内相乳液的制备

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高分子通报 2021年第12期 63-70页

作者：宋立杰项新越黄学意赵俭波南疆化工资源有效利用工程实验室塔里木大学阿拉尔843300

以球磨木质素和Tween80为复合稳定剂,以环己烷为油相,制备O/W型Pickering高内相乳液,考察了内相体积分数、球磨木质素用量及乳化剂用量对乳液乳滴大小及分布的影响。结果表明:与球磨木质素为单一稳定剂相比,复合稳定剂更易于制备高内相... 详细信息

以球磨木质素和Tween80为复合稳定剂,以环己烷为油相,制备O/W型Pickering高内相乳液,考察了内相体积分数、球磨木质素用量及乳化剂用量对乳液乳滴大小及分布的影响。结果表明:与球磨木质素为单一稳定剂相比,复合稳定剂更易于制备高内相乳液,且所形成的乳液稳定性更好,高内相乳液乳滴平均粒径约为100μm。内相体积分数增大,乳液流动性增强,乳液乳滴数减少,平均粒径也显著降低;球磨木质素用量较多时,乳液粘度增大,乳液乳滴平均粒径增大且出现明显变形;增加Tween80的用量,乳滴数增多,乳滴平均粒径减少。采用Tween80复配球磨木质素作为复合稳定剂能大大提高高内相乳液的稳定性,二者之间存在协同作用。

关键词：球磨木质素 Tween80 Pickering高内相乳液协同稳定

基于极射赤平投影和萨尔玛法确定露天矿边坡协同稳定的工程应用

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昆明冶金高等专科学校学报 2023年第2期39卷 55-61页

作者：施雄斌冯娟周晓超昆明有色冶金设计研究院股份公司云南昆明650051

以某一具体露天矿边坡工程实例为研究对象,在对矿山边坡现场调查及其工程地质认识基础上,开展了矿山边坡工程地质分区和优势节理结构面的确定,并采用定性与定量、局部与整体相结合的极射赤平投影和极限平衡分析方法对矿山开挖边坡安全... 详细信息

以某一具体露天矿边坡工程实例为研究对象,在对矿山边坡现场调查及其工程地质认识基础上,开展了矿山边坡工程地质分区和优势节理结构面的确定,并采用定性与定量、局部与整体相结合的极射赤平投影和极限平衡分析方法对矿山开挖边坡安全稳定进行了分析评价。研究结果表明:露天矿局部台阶边坡受结构面控制发生滑动破坏的可能性小,仅是受开挖扰动等影响局部台阶可能出现垮塌现象,即台阶边坡内表现弱协同性,但边坡系统整体处于协同稳定范围内,符合矿山边坡适度变形、允许部分破坏的思想理念,对下一步矿山现场生产管理和施工等工作部署具有重要的指导意义。

关键词：极射赤平投影萨尔玛法露天矿边坡协同稳定

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基于空间效应的排土场边坡协同稳定分析

昆明冶金高等专科学校学报 2022年第1期38卷 70-73页

作者：周晓超昆明有色冶金设计研究院股份公司云南昆明650051

依托某一具体排土场工程实例,从空间效应和协同作用角度出发,采用平面二维和空间三维强度折减法分析了排土场系统的应力-应变规律。计算结果表明不同工况下边坡稳定性系数满足本工程要求的安全标准,系统处于协同稳定范围内,排土场堆排... 详细信息

依托某一具体排土场工程实例,从空间效应和协同作用角度出发,采用平面二维和空间三维强度折减法分析了排土场系统的应力-应变规律。计算结果表明不同工况下边坡稳定性系数满足本工程要求的安全标准,系统处于协同稳定范围内,排土场堆排工艺具有一定的可行性和合理性;基于三维空间效应协同作用得出的稳定性系数和潜在滑动趋势与平面计算结果较为一致,排土场所处场地地形空间夹持效应不明显,水平应力的转移和位移的牵制有限。研究对排土场生产管理具有一定的指导意义。

关键词：边坡稳定性强度折减法空间效应协同稳定

下穿隧道开挖对松散堆积边坡稳定性影响的物理模型试验研究

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煤炭学报 2022年第S01期47卷 61-76页

作者：陶志刚张庆周杨晓杰赵菲菲曹诗定李韫芃中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 深圳市综合交通设计研究院有限公司广东深圳518003

隧道与边坡的空间展布特征、边坡岩体结构特征、隧道开挖工序、其他影响外因等直接关系到隧道和边坡的协同稳定特性。为探究复杂地质条件下隧道-边坡体系的稳定性,以深圳部九窝弃土场堆积体边坡为研究对象,通过物理模型试验探索隧道下... 详细信息

隧道与边坡的空间展布特征、边坡岩体结构特征、隧道开挖工序、其他影响外因等直接关系到隧道和边坡的协同稳定特性。为探究复杂地质条件下隧道-边坡体系的稳定性,以深圳部九窝弃土场堆积体边坡为研究对象,通过物理模型试验探索隧道下穿开挖扰动影响松散堆积体边坡的变形机理。首先,基于隧道和边坡实际几何特征和空间展布特征,确定最佳相似比,构建上覆松散堆积体边坡的物理模型;然后,开展了降雨条件下大断面隧道下穿开挖与未开挖两种工况的物理模型对比试验,通过分析降雨条件下坡体内部含水率、孔隙水压力和土压力的变化规律,揭示了降雨条件下在松散堆积体边坡下方开挖大断面隧道导致边坡失稳的变形机制;最后,采用具有负泊松比特性的恒阻大变形锚索,提出大跨度隧道的围岩NPR(Negative Poisson’s Ratio)锚索控制措施,并通过数值模拟进行控制效果验证。研究结果表明:经过一定的降雨历时,松散堆积边坡的破坏由表层扩展到深层,主要变形模式为冲蚀型冲沟;隧道下穿开挖会形成较大范围的松动圈和临空面,当边坡冲沟掏蚀区与隧道松动圈重叠后,隧道内易发生涌水、局部塌方等灾害,继而诱发上覆边坡出现局部滑塌破坏现象。采用NPR锚索对下穿隧道围岩进行高预紧力应力补偿控制,隧道拱顶下沉和上覆边坡变形均得到有效控制,为类似工程背景的隧道支护和边坡加固方案的设计提供新的思路。

关键词：隧道下穿边坡松散堆积边坡物理模型试验 NPR锚索协同稳定

基于乳胶颗粒稳定的Pickering硅油乳液及其整理织物的性能

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基于乳胶颗粒稳定的Pickering硅油乳液及其整理织物的性能

作者：范奥运浙江理工大学

学位级别：硕士

硅油具有低表面能,优良的润滑性、热稳定性和疏水性,可用作织物后整理助剂,赋予整理后的织物柔软、蓬松、平滑等风格。在实际应用中,硅油往往需要预先制成“油/水(W/O)”乳液使用。然而,作为平滑剂的高分子量氨基硅油乳液的稳定性较差,... 详细信息

硅油具有低表面能,优良的润滑性、热稳定性和疏水性,可用作织物后整理助剂,赋予整理后的织物柔软、蓬松、平滑等风格。在实际应用中,硅油往往需要预先制成“油/水(W/O)”乳液使用。然而,作为平滑剂的高分子量氨基硅油乳液的稳定性较差,为了获得稳定乳液,硅油乳液中表面活性剂质量分数有时高达50%。高含量的表面活性剂不但增加了硅油乳液的生产成本,而且会降低硅油吸附织物的效率,导致整理剂性能降低,并伴随整理残液的化学需氧量(COD)高、污水处理负担加重等问题。因此开发新型和高效的硅油乳化体系至关重要。论文研究了一种基于表面活性剂协同丙烯酸乙基己酯共聚物(PEHA)乳胶颗粒的Pickering乳化体系。其中,PEHA颗粒以半连续乳液聚合技术制备;并考察了颗粒粒径、用量及表面亲水改性(HPEHA)和MMA共聚(HP(EHA-MMA))对乳液分散稳定性和液滴粒径的影响,进而将Pickering体系稳定的硅油乳液用于织物后整理,测试了整理残液的COD、整理织物的表面摩擦系数及纰裂性能,结果表明:(1)在半连续乳液聚合中,通过调控种子聚合时乳化剂浓度和滴加段的单体组成,获得了平均粒径介于90nm～180 nm间4种粒径的丙烯酸乙基己酯共聚物PEHA、表面亲水改性的丙烯酸乙基己酯共聚物(HPEHA),以及丙烯酸乙基己酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(HP(EHA-MMA)),且乳胶颗粒分散稳定;(2)将表面活性剂分别与PEHA、HPEHA及HP(EHA-MMA)三类Pickering颗粒组成协同稳定体系,通过静置和离心的方法,考察Pickering颗粒粒径、用量等对硅油乳液稳定性的影响,研究表明:相较于表面活性剂独自稳定的硅油乳液,“表面活性剂/PEHA”协同稳定体系中,表面活性剂用量可降低60%;以此为基础,改以“表面活性剂/HPEHA”体系后,Pickering颗粒的用量也可降低约80%;(3)将硅油乳液用于织物后整理,与表面活性剂独自稳定的体系相比,“表面活性剂/HPEHA”协同稳定的Pickering乳液吸附织物的效率更高,硅油乳液10 g/L用量时,表面活性剂独自稳定的体系中整理残液中COD值为66000 mg/L,静、动摩擦系数为0.57、0.56,协同稳定体系中COD值为35600 mg/L,静、动摩擦系数为0.51、0.49。协同稳定的硅油乳液整理后的织物具有更低的表面摩擦系数和更高的滑度;(4)在对整理织物进行纰裂性能测试时发现,表面活性剂独自稳定体系整理织物后,织物易纰裂,经纬向纰裂值分别增大至5.25 mm、5.34 mm;而分别换以“表面活性剂/HP(EHA-MMA)”和“表面活性剂/HPEHA”协同稳定体系整理后,纰裂性能得到改性,前者整理样经纬向纰裂值分别降低至4.62 mm、4.85 mm,后者经纬向纰裂值分别降低至4.16 mm、4.34 mm。

关键词：硅油乳液 Pickering COD 稳定性协同稳定纰裂

基于超分子自组装柠檬醛-羟丙基-β-环糊精微乳液性质与缔合行为研究

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基于超分子自组装柠檬醛-羟丙基-β-环糊精微乳液性质与缔合行为...

作者：杨宇上海应用技术大学

学位级别：硕士

柠檬醛,作为一种天然存在于草本植物和柑橘类水果中的单萜烯,具有清新的柠檬气息,在食品、药品及日化领域都有着广泛的应用。但其香气不稳定、易分解产生不愉快的味道,应用受限。环糊精作为一种环状低聚寡糖,其自身独特的“外亲水、内... 详细信息

柠檬醛,作为一种天然存在于草本植物和柑橘类水果中的单萜烯,具有清新的柠檬气息,在食品、药品及日化领域都有着广泛的应用。但其香气不稳定、易分解产生不愉快的味道,应用受限。环糊精作为一种环状低聚寡糖,其自身独特的“外亲水、内疏水”结构可对不稳定的疏水性分子进行保护。基于此,本论文以柠檬醛为研究对象,选用羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)作为包合壁材,四种不同分子结构的吐温类表面活性剂作为乳化剂,制备成柠檬醛微乳液。以粒径、多分散系数(PDI)、包埋率和装载量等作优化指标筛选出最佳乳液体系;接着利用多种表征手段对乳液的微观形貌、相互作用力类型、热稳定性及香气缓释性能进一步解析;最后借助分子对接和分子动力学(MD)模拟技术对“三元体系”中环糊精-表面活性剂协同稳定柠檬醛的机制进行剖析。本课题在一定程度上加深了对环糊精与香气化合物相互作用的认识,将有助于全面理解包合物的形成和稳定机制。论文的主要结论如下:(1)以柠檬醛为研究对象,采用饱和水溶液法与HP-β-CD包合制备成乳液,在光学显微镜下乳液呈现较大液滴状且分散不均匀。选用四种不同分子结构的吐温类表面活性剂(Tween-20、Tween-40、Tween-60和Tween-80)与环糊精进行复配,以乳液稳定性、包埋率和装载量、乳液粒径和分散度随储藏时间和储藏温度变化等作为评判指标筛选出最佳乳化剂类型。得出,与未添加表面活性剂相比,添加表面活性剂的柠檬醛乳液在显微镜高倍数下可观察到密集的包合物液滴;通过紫外分光光度法和热重法对四种柠檬醛乳液的包埋率和装载量进行测定,得到以Tween-80复配的柠檬醛乳液包埋率及装载量达到最大,此时包埋率为87.25%,装载量为10.70%,常温储存下溶液始终呈现浅黄色透明状,粒径稳定在12 nm左右,PDI约为0.120。(2)对四种表面活性剂复配下的柠檬醛乳液进行表征,探究环糊精与表面活性剂相互作用对提高柠檬醛客体分子热稳定性及其香气缓释性能的影响。得出,扫描电镜(SEM)观察下,未添加客体分子柠檬醛的HP-β-CD与表面活性剂制备的空白壁材,在50μm观察尺度下外观形貌呈现光滑平整状,相较之下,以Tween-80制备的微乳液粉末则呈现明显的“蜂窝海绵”状特殊结构;与柠檬醛形成包合物后,壁材表面附着有密集、光滑饱满的球状包裹体;透射电镜(TEM)观察下,外圈界面膜清晰可见。进一步,通过傅里叶远红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)对主客体间官能团相互作用及晶型变化,证实了包合物的形成。热重(TG)分析下,经包埋后的柠檬醛其热稳定得到显著提高。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)结合电子鼻分析,可知,柠檬醛微乳液中主要香气成分橙花醛(E-)和香叶醛(Z-)经包埋后的柠檬醛微乳液其香气图谱几乎重叠,表明随着时间的延长,包合物中的香气物质香气组分浓度几乎不受储藏时间的影响,证实了包合物具备较好的缓释特性。(3)利用分子对接及分子动力学(MD)模拟手段,对环糊精/Tween-80复配下,自组装形成的三维网络结构包埋柠檬醛“三元”体系分子尺度包合机制进行探究。得出,通过对“三元体系”分子对接模型预测,柠檬醛可与环糊精内壁或外壁基团通过弱的相互作用进行结合。分子模拟中,客体分子Tween-80与环糊精在结合形成包合物的过程中均方根偏差(RMSD)在0-50 ns内空间构象动态轨迹,在最后10 ns时间段内空间构象趋于最佳稳态。采用分子力学/泊松波尔兹曼表面积(MM/PBSA)方法对包合物形成过程中各种相互作用力对结合自由能的贡献值进行计算。得出,整个过程中ΔG值始终小于零,说明包合反应过程为热力学自发的放热过程。以最后10 ns该阶段获得的结合自由能得出△G=-19.15±3.25 kcal/mol,此时包合物构象最为稳定,其中范德华相互作用力为包合反应进行的主要驱动力,其次还有氢键作用力、静电力、极性溶剂和非极性溶剂作用力也有一定贡献。

关键词：柠檬醛羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD) 表面活性剂协同稳定

基于松香衍生物构建稳定Pickering乳液及其性能研究

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基于松香衍生物构建稳定Pickering乳液及其性能研究

作者：贺续发广东工业大学

学位级别：硕士

以固体颗粒作为稳定剂来代替表面活性剂稳定的乳液叫做Pickering乳液。近年来,从可再生资源中获取的有机颗粒稳定的Pickering乳剂引起了广泛的关注。然而,如何通过简便的方法开发出不同类型的绿色且稳定的Pickering乳液一直是一个重大... 详细信息

以固体颗粒作为稳定剂来代替表面活性剂稳定的乳液叫做Pickering乳液。近年来,从可再生资源中获取的有机颗粒稳定的Pickering乳剂引起了广泛的关注。然而,如何通过简便的方法开发出不同类型的绿色且稳定的Pickering乳液一直是一个重大的挑战。松香衍生物马来海松酸(MPA)有三个羧酸基团,可用于稳定Pickering乳液。通过调节p H值可以改变MPA的润湿性,进而获得不同类型的胶状Pickering乳液,如水包油(O/W)、油包水(W/O)、双重乳液和多重乳液。本论文提供了一种润湿性可调的天然松香基固体稳定剂,并且研究了单独的MPA及MPA与无机纳米颗粒、金属离子协同稳定的Pickering乳液。研究内容如下:1.单独的MPA颗粒稳定的Pickering乳液。MPA在离子态(p H值2.4-5.4)易于形成O/W Pickering乳液,而W/O Pickering乳液在p H为1.4时形成。随着p H值从5.4降至1.4,从O/W到W/O的转变过程中出现了复合Pickering乳液,如双重乳液或多重乳液。主要研究了MPA浓度和油水比对Pickering乳液稳定性、乳液类型和液滴大小的影响。并对Pickering乳液在高温、冻融和离心条件下的稳定性进行了评价。结果表明,所形成的胶状Pickering乳液具有良好的外部刺激和机械稳定性,能够承受高温(70℃)、冻融处理和高离心力。通过表面和界面张力的测定和微观结构表征,解释了Pickering乳液的稳定性机理。其优异的稳定性是由于MPA具有稳定的界面膜和非均相电离度的MPA自组装形成的网状结构。2.纳米AlO与MPA共同稳定的Pickering乳液。表面带正电荷的纳米AlO与表面带负电的MPA在水中会相互吸引。当纳米AlO加入到MPA中后,吸附在MPA颗粒上的亲水性AlO导致MPA颗粒亲水性增加,从而可以使W/O Pickering乳液转变为O/W Pickering乳液(p H=1)。当p H=6时,MPA与纳米AlO同时具有较强的亲水性且分别无法形成稳定的乳液,但两者的混合体系可以形成稳定的W/O Pickering乳液,这是因为MPA与纳米AlO可以在水溶液中形成疏水性较强的络合物。另外,研究了MPA浓度及油相体积分数对乳液外观及粒径的影响,发现随着MPA浓度增加Pickering乳液的粒径逐渐减小,然而,增加油相的体积分数会引起粒径的增大。最后,利用Zeta电势、颗粒在油水界面吸附率、接触角及表/界面张力研究了稳定Pickering乳液的稳定机理,在油水界面上吸附的类似盔甲状颗粒层及颗粒层之间形成的网状结构是乳液液滴保持稳定的原因。3.Cu与MPA共同稳定的Pickering乳液。基于以上研究本章进一步研究了金属离子与MPA络合后稳定的Pickering乳液,并选择Cu为Pickering乳液提供一定的抗菌性,拓宽其应用范围。Cu与MPA中的羧基有很强的络合作用,络合后的Cu不会被氧化,可以保持长时间的稳定。首先用XPS和EPS对Cu与MPA结合情况进行表征,结果表明Cu成功络合。然后用SEM和TEM对络合物的微观结构进行表征,发现络合后MPA仍保持多孔的网状结构。然后主要研究了Cu浓度和油水比对Pickering乳液稳定性、乳液类型的影响。利用微观结构表征、流变行为、接触角及表/界面张力研究了稳定Pickering乳液的稳定机理。发现MPA与Cu络合后仍具有快速形成稳定的界面膜和自组装形成网状结构的性质。用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌对络合了Cu的MPA的抗菌效果进行了测定,结果表明络合物具有很强的杀菌性,并且杀菌性来自于Cu。该研究拓宽了Pickering乳液的应用场景,例如农药、抗菌油漆、环境保护及新材料等领域。

关键词： Pickering乳液马来海松酸相转变协同稳定