CN111467984B - 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物 - Google Patents

一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN111467984B
CN111467984B CN202010153964.5A CN202010153964A CN111467984B CN 111467984 B CN111467984 B CN 111467984B CN 202010153964 A CN202010153964 A CN 202010153964A CN 111467984 B CN111467984 B CN 111467984B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
high internal
silicone oil
vegetable oil
internal phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010153964.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111467984A (zh
Inventor
李涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Original Assignee
Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering filed Critical Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Priority to CN202010153964.5A priority Critical patent/CN111467984B/zh
Publication of CN111467984A publication Critical patent/CN111467984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111467984B publication Critical patent/CN111467984B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B01F23/414—Emulsifying characterised by the internal structure of the emulsion
    • B01F23/4141—High internal phase ratio [HIPR] emulsions, e.g. having high percentage of internal phase, e.g. higher than 60-90 % of water in oil [W/O]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物，包括有水相为连续相，将硅油和植物油同时分散在水相中，并引入二氧化硅纳米颗粒作为稳定剂，硅油和植物油与水的界面张力能够吸引二氧化硅纳米颗粒到水‑油界面上形成致密纳米颗粒保护膜层，所述的硅油和植物油选择同温度条件下粘度为水的至少50倍的硅油和植物油。本发明的双元高内相乳液具有比一元高内相乳液更高的稳定性和储能模量，两种分散相可被用来运输和存储不同的功能性物质，可以在同一种产品中实现多种功能，因而大大扩展了高内相乳液在药品、化妆品和其他工业领域的应用前景。

Description

一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物
技术领域
本发明属于物理化学和化学工程领域，具体是指基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物及其制备方法，该双元高内相乳液组合物可应用于包括食品、药品、化妆品和其他工业用品(比如洗涤剂、液体电池、聚合材料等)。
背景技术
高内相乳液(high internal phase emulsion,HIPE)是指分散相体积分数大于74.05％的一类乳液。普通乳液的分散相液滴(体积分数为30-40％)以互不相连的球形分散在连续相中。当增加分散相的体积使液滴紧密堆积成紧密接触的球体，分散相的体积分数将达到74.05％(如图1所示)。再进一步增加分散相的体积，液滴之间就会相互挤压而发生变形，形成多面体液滴，即为高内相乳液。
高内相乳液中由分散相形成的液滴可包覆功能性物质，应用到产品中后，这些功能性物质可以被运输、释放和反应，最终服务于我们的日常生活。食品、药品、化妆品和其他工业用品(比如洗涤剂、液体电池、聚合材料等)等领域功能性物质种类繁多，对不同的分散相具有不同的溶液度，要提高产品的功能性，增加多种分散相去包覆更多不同种类的功能性物质是十分简捷有效的方式。
现阶段制备的高内相乳液均为一元乳液，即连体系只含有一种分散相(图1 中的液体A)。一元高内相乳液形式单一，结构简单，所包覆的功能性物质非常有限，所以应用范畴不大，应用潜力有限，很难真正转化到工业领域。而同时，双元高内相乳液的制备难度较大，因为要想使两种分散相同时形成紧密接触的球形液滴，对液体的极性，密度，粘度，以及它们与连续相之间的界面张力都有极高的要求，比如，它们需要有不同的极性，但同时需要不与连续相相溶；它们需要有相似的密度，否则具有可能发生相分离；它们要有一定的粘度差，粘度差太大或者太小都不利用液滴的形成；另外，它们与连续相的界面张力要足够大，这样才能吸引表面活性剂或者胶体颗粒到达界面形成一层保护层，来为整个体系提供持久的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物，该技术方案原料来源常见，且发明人经研究发现，恰好满足制备双元高内相乳液组合物，成本低，制备简单。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物，其技术方案是基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物，包括有水相为连续相，将硅油和植物油同时分散在水相中，并引入二氧化硅纳米颗粒作为稳定剂，硅油和植物油与水的界面张力能够吸引二氧化硅纳米颗粒到水-油界面上形成致密纳米颗粒保护膜层，所述的植物油选择同温度条件下粘度为硅油粘度至少12倍的植物油。
进一步设置是上述组合物的组分通过高速搅拌的方式制成双元高内相乳液。
进一步设置是所述的植物油为蓖麻油、葵花籽油或橄榄油。
本申请人发明找到了两种常见的、已广泛应用在工业领域的液体，它们的各项物理化学性质恰好满足了制备双元高内相乳液的要求。由此制备出的双元高内相乳液把现有的高内相乳液从单一分散相扩展到二元分散相，克服了整个体系的结构单一性，使原本单调的物化性质复杂化，两种不同的分散相能够包覆更多的功能性物质，大大扩展了高内相乳液的应用前景。
本发明的目的是制备功能性更强的双元高内相乳液，促进其在工业和医药领域的应用。
本发明的有益效果是：
本发明利用硅油和蓖麻油在极性、密度、粘度和与水的表面张力等物化性质中找寻平衡，将它们同时分散进水相内，制备出从未被实现的双元高内相乳液。这种双元高内相乳液具有比一元高内相乳液更高的稳定性和储能模量，两种分散相可被用来运输和存储不同的功能性物质，可以在同一种产品中实现多种功能，因而大大扩展了高内相乳液在药品、化妆品和其他工业领域的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1现有技术中高内相乳液的微观结构图，其中液体A形成球形液滴(平均直径为50微米)，被称为分散相；液体B被称为连续相；
图2本发明制备的高内相乳液的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例
本发明以水相为连续相，将两种不互溶的油，即硅油和蓖麻油同时分散在水相中，并引入二氧化硅纳米颗粒作为稳定剂，通过高速搅拌的方式制备成为双元高内相乳液，本实施例中，用0.5克的水(含质量分数为3％的二氧化硅纳米颗粒)，加入1.5克硅油，再加入1.5克蓖麻油，然后先手动将三种混合物震荡混合，再用匀质机以8千转每秒的速度将混合物高速剪切三十秒。这里，水和两种油的添加顺序不重要；样品的尺寸受限于匀质机的剪切半径，当剪切半径足够大时，将可以制备几十毫升甚至更大量的样品。
如图2所示，左图为本发明所制备出的双元高内相乳液的微观结构，C区域为连续相，即为水相；D区域液滴是硅油形成的，E区域液滴是蓖麻油形成的。右图为产品的宏观形态，当制备过程中采用的搅拌速度足够大时，产品其表现出良好的凝胶性质(右上图)；如果搅拌速度较小，则产品具有流动性(右下图)。
其创新机理是：
硅油和蓖麻油的极性差别较大，不互溶，且都不溶于水，所以能形成独立的液滴；它们的密度十分相似(约为0.96g/mL)，使液滴能良好地分散在水相中；两种油的粘度较大，其中所使用的硅油粘度约为50mPa·s(25摄氏度时),蓖麻油粘度约为600mPa·s(25摄氏度时)，相较之下，同温度时水的粘度只有0.9 mPa·s。两种油与水的界面张力足够高，能够吸引纳米颗粒到水-油界面上形成致密的保护层，为液滴提供持久的稳定性；由于水相的体积较小(约为13.8％)，两种分散相所形成的液滴在水相中紧密接触，分散相的总体积分数高达86.2％，是标准的高内相乳液。
由于纳米颗粒在水-油界面上形成了致密的颗粒膜，颗粒之间有很强的相互作用，所以产品在宏观上表现出良好的凝胶性质(图2右)。同时，由于该双元高内相乳液是通过高速搅拌形成的，搅拌速度的大小可以调节颗粒间的相互作用，进而控制整个乳液的粘度和流动性。
通过检测，这种双元高内相乳液具有比任一单一乳液更高的储能模量。通过长时间观测，它的稳定性非常强，微观结构和宏观结构在一年半的时间内都没有明显变化。其他液体，如葵花籽油，橄榄油等，在极性、密度、粘度和与水的界面张力上满足类似硅油和蓖麻油的特性，也可以被用来制备双元高内相乳液。
本发明的乳液组合物，其分散相由一相增加为两相之后，更多的功能性物质可以通过液滴来运输和传送，使原本单一的产品功能变得多元化。例如，粉底液可兼有保湿、抗皱等美颜功能，甚至兼有祛斑、抗痘等药物功能；洗发水和润发素也可以合二为一，在同一产品中实现去污与护发的双重功效。
虽然已经参考若干具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (1)

1.一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物，其特征在于：包括有水相为连续相，将硅油和植物油同时分散在水相中，并引入二氧化硅纳米颗粒作为稳定剂，选择同温度条件下粘度为水的至少50倍的硅油和植物油，所述的硅油和植物油密度为0.961±0.001g/mL，所述的植物油选择同温度条件下粘 度为硅油粘度至少 12 倍的植物油；
硅油和植物油与水的界面张力能够吸引二氧化硅纳米颗粒到水-油界面上形成致密纳米颗粒保护膜层；所述的植物油为蓖麻油；
上述组合物的组分通过高速搅拌的方式制成双元高内相乳液。
CN202010153964.5A 2020-03-07 2020-03-07 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物 Active CN111467984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010153964.5A CN111467984B (zh) 2020-03-07 2020-03-07 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010153964.5A CN111467984B (zh) 2020-03-07 2020-03-07 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111467984A CN111467984A (zh) 2020-07-31
CN111467984B true CN111467984B (zh) 2022-03-04

Family

ID=71747233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010153964.5A Active CN111467984B (zh) 2020-03-07 2020-03-07 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111467984B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113057898B (zh) * 2021-04-01 2022-04-19 中国科学院大学温州研究院(温州生物材料与工程研究所) 一种树莓型乳液其制备方法和应用
CN113444448B (zh) * 2021-07-02 2022-02-18 中国科学院大学温州研究院(温州生物材料与工程研究所) 一种高内相乳液薄膜及其制备方法和应用
CN113698626B (zh) * 2021-09-03 2023-12-08 浙江理工大学绍兴柯桥研究院有限公司 一种软质纳米颗粒稳定的硅油乳液及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103721584A (zh) * 2013-12-16 2014-04-16 三棵树涂料股份有限公司 一种硅油pickering乳液的制备方法
CN103889393A (zh) * 2011-10-19 2014-06-25 陶氏环球技术有限公司 包封疏水性活性成分的方法
CN105163710A (zh) * 2013-05-10 2015-12-16 宝洁公司 模块化的乳液基的产品差异化
CN109528567A (zh) * 2019-01-14 2019-03-29 苏州绿叶日用品有限公司 一种防晒护色的水油两相组合物及其制备方法、应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0209315D0 (en) * 2002-04-24 2002-06-05 Univ Liverpool Porous polymer material and method of production thereof
CN108530649B (zh) * 2018-03-05 2020-12-25 浙江工业大学 一种纤维素纳米晶稳定的高内相乳液的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103889393A (zh) * 2011-10-19 2014-06-25 陶氏环球技术有限公司 包封疏水性活性成分的方法
CN105163710A (zh) * 2013-05-10 2015-12-16 宝洁公司 模块化的乳液基的产品差异化
CN103721584A (zh) * 2013-12-16 2014-04-16 三棵树涂料股份有限公司 一种硅油pickering乳液的制备方法
CN109528567A (zh) * 2019-01-14 2019-03-29 苏州绿叶日用品有限公司 一种防晒护色的水油两相组合物及其制备方法、应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A one-step process to a Janus emulsion;Hida Hasinovic et al.;《Journal of Colloid and Interface Science》;20101008;第354卷(第1期);第424-426页 *
One-Step Inversion Process to a Janus Emulsion with Two Mutually Insoluble Oils;Hida Hasinovic et al.;《Langmuir》;20110502;第27卷(第11期);第6584-6588页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111467984A (zh) 2020-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111467984B (zh) 一种基于硅油和植物油的双元高内相乳液组合物
Dai et al. Development of stable high internal phase emulsions by pickering stabilization: Utilization of zein-propylene glycol alginate-rhamnolipid complex particles as colloidal emulsifiers
Sheth et al. Multiple nanoemulsions
Chen et al. Biocompatible amphiphilic hydrogel–solid dimer particles as colloidal surfactants
Hu et al. Fabrication and characterization of novel Pickering emulsions and Pickering high internal emulsions stabilized by gliadin colloidal particles
Giermanska-Kahn et al. A new method to prepare monodisperse Pickering emulsions
Lesov et al. Factors controlling the formation and stability of foams used as precursors of porous materials
Kwok et al. Microgel particles at interfaces: phenomena, principles, and opportunities in food sciences
Gupta et al. A general route for nanoemulsion synthesis using low-energy methods at constant temperature
Haney et al. Millimeter-size Pickering emulsions stabilized with Janus microparticles
Binks et al. Types of phase inversion of silica particle stabilized emulsions containing triglyceride oil
Mabille et al. Rheological and shearing conditions for the preparation of monodisperse emulsions
Vignati et al. Pickering emulsions: interfacial tension, colloidal layer morphology, and trapped-particle motion
Binks et al. Phase inversion of particle-stabilized materials from foams to dry water
Firoozmand et al. Interfacial structuring in a phase-separating mixed biopolymer solution containing colloidal particles
Pilapil et al. Stabilization of oil-in-water emulsions with noninterfacially adsorbed particles
Reiffers-Magnani et al. Depletion flocculation and thermodynamic incompatibility in whey protein stabilised O/W emulsions
Mat Hadzir et al. Phase behaviour and formation of fatty acid esters nanoemulsions containing piroxicam
Mohraz Interfacial routes to colloidal gelation
Huang et al. Tunable high internal phase emulsions stabilized by cross-linking/electrostatic deposition of polysaccharides for delivery of hydrophobic bioactives
Han et al. Multiscale and Multifunctional Emulsions by Host–Guest Interaction-Mediated Self-Assembly
Wu et al. Metal–phenolic network covering on zein nanoparticles as a regulator on the oil/water interface
Binks et al. Phase inversion of colored Pickering emulsions stabilized by organic pigment particle mixtures
Zhang et al. Controlling complex nanoemulsion morphology using asymmetric cosurfactants for the preparation of polymer nanocapsules
Morais et al. Influence of phase inversion on the formation and stability of one-step multiple emulsions

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant