CN111672431B - 一种包含烃基-氨基-糖基三段式糖基胶凝剂的可逆相变雾化液凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种包含烃基‑氨基‑糖基三段式糖基胶凝剂的可逆相变雾化液凝胶，基于质量百分比，其包括：糖基胶凝剂，0.1‑3.0wt％；雾化液，97.0‑99.9wt％；糖基胶凝剂的化学结构式为：

其中：R₁，R₂为烃基。本发明的雾化液凝胶具有热可逆相变特性和/或剪切可逆相变特性，其凝胶‑溶胶相变温度为135℃‑160℃，其凝胶‑溶胶相变临界剪切应力为55‑330Pa。在加热和/或振荡下，雾化液凝胶从凝胶态变为溶胶态，凝胶中固定的雾化剂释放出来，形成可吸入气溶胶；当停止加热和/或振荡时，溶胶态凝胶快速恢复为凝胶态，凝胶中未发生雾化的雾化剂又被重新固定在凝胶网络中。本发明雾化液凝胶可解决抽吸停止后烟气冷凝液、以及运输中气压变化或外力作用引起的雾化器烟液漏液问题。

Description

一种包含烃基-氨基-糖基三段式糖基胶凝剂的可逆相变雾化 液凝胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于凝胶技术领域，特别涉及源于糖类的一种包含烃基-氨基-糖基三段式糖基胶凝剂的具有可逆相变特性的雾化液凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

超分子有机凝胶是一种非玻璃态、非结晶态热可逆固体材料，包含由缠绕的和自组装的胶凝剂纤维制得的三维网络(固相)及其所固定的有机连续相(液相)。超分子有机凝胶所含的主要成分是有机液体，具有流变行为和固体外观。连续有机相包括有机溶剂、植物油或矿物油，其中可凝胶化的有机溶剂有脂肪烃和芳香烃、醇类、硅油、二甲亚砜等。胶凝剂为分子量相对较小(～3000Da)的小分子量有机胶凝剂，有机胶凝剂来源于长链烷烃或甾族衍生物、氨基酸衍生物、脲、糖类体系、金属络合物、电荷转移复合物、大环物质和有机盐(离子液体)等，它们也被称为分子构建模块，是形成小分子量有机胶凝剂的基本结构骨架。小分子量有机胶凝剂通过非共价作用如氢键、π-π堆叠、范德华力、静电作用等自组装得到三维网络，有机溶剂分子通过界面力被捕集和固定到三维网络而形成粘弹性凝胶材料，由于具有复杂的超分子结构，这样的凝胶称为超分子凝胶或物理凝胶。

目前有机凝胶主要应用于局部药物递送、真皮药物递送、经皮药物递送、不经肠道的药物递送、口腔药物递送、作为黏膜粘附剂的原位有机凝胶、药片和栓剂以及培养微生物等领域。

近几年，来源于糖类的小分子量有机胶凝剂备受关注，原因包括：糖类含有多个羟基官能团，具有广布的氢键作用，而氢键具有可逆性、特异性、方向性和协同性，所以糖类可利用其丰富的分子内和分子间氢键作用自组装制造复杂的组织系统，其利用氢键自组装的优势远大于氨基酸衍生物和脲等有机胶凝剂；结构的丰富性，糖单元、顺序和连接位点的多样性，端基异构，不同位置的化学改性和/或取代，构象异构体的互变性等特征适于创造各种独特的有机胶凝剂、水基胶凝剂和通用型胶凝剂；通过简单的保护或去保护糖的多个羟基，容易调节凝胶化的性质；前体糖类原料廉价且市售可得，可以来源于丰富的可再生资源；糖类通常生物可降解、无毒和环境友好。用于制备糖基小分子胶凝剂的前体物质典型的有：D-麦芽糖、D-山梨醇、L-抗坏血酸、海藻糖、苦杏仁苷、D-乳糖、D-阿洛糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-葡萄糖。

目前流行的电子尼古丁递送系统(电子烟)中，通常采用电热或超声雾化方式使液态烟液雾化形成气溶胶而递送尼古丁和香味物质。而目前电子烟中烟液渗漏是普遍存在的问题，对用户体验感造成十分不利的影响，电子烟烟液渗漏的原因有：1、灌注了烟液的电子烟储液装置(雾化器)在运输和存储过程中经常因气压、温度或振动等原因发生渗漏；2、尼古丁和致香成分溶解在以甘油和丙二醇为主要成分的雾化剂中形成均一的粘性液态烟液，在电热高温或超声雾化过程中，烟液粘度将明显下降，流动性增强，加之与外界连通的气路系统的影响，以及电子烟烟具的装配间隙因在抽吸时受热膨胀而有所增加，在抽吸过程中和抽吸结束后，烟液极易从雾化器中渗漏。

为了解决或改善电子烟烟液渗漏问题，目前主要采取两种措施：一是考虑从烟具和雾化器的结构与气路设计、新的储液导液材料和新型感应器件开发等方面着手，降低液态烟液的渗漏风险；二是考虑用固态(半固态)烟液取代现有的液态烟液并开发配套烟具，便于烟液存储运输的同时降低烟液渗漏风险。前者带来研发成本增加、结构和制造过程复杂的实际问题，加之雾化器使用过程中需要空气的流通、不可能使雾化器与外界大气完全隔绝，因此仍然不易控制烟液的渗漏；而后者所涉及的固态(半固态)烟液，其不仅制备过程复杂，更主要的是无可逆相变性能或相变温度较低，即仅能遇热熔融而不能恢复原始固态(半固态)或需要冷却至较低温度(如40℃)才能恢复原始固态(半固态)，导致固态(半固态)烟液即使在存储和运输时能改善烟液渗漏问题，但遇到环境温度稍高、轻微振动以及电子烟使用温度反复升降等实际情况时，固态(半固态)烟液发生液化而又难以恢复至其原始固态(半固态)，结果仍然存在烟液渗漏的问题。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

本发明第一方面提供一种包含烃基-氨基-糖基三段式糖基胶凝剂的可逆相变雾化液凝胶，其包括：

糖基胶凝剂，0.1-3.0wt％；

雾化剂，97.0-99.9wt％；

所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

其中：R₁，R₂为烃基。

优选地，R₁为C_2–16烷基、C_2–16链烯基、C_2–16炔基(即C_2–16的链状烃类基团)；R₂为

或者

或者

本发明的具有可逆相变特性的雾化液凝胶，包含由小分子量有机胶凝剂组成的超分子三维网络及固定在该网络中的液态雾化液。该雾化液凝胶中的小分子量有机胶凝剂为糖基胶凝剂，其通过非共价作用(氢键、π-π堆叠、范德华力、静电作用等)自组装得到三维网络，雾化液物质分子通过界面力被捕集和固定在三维网络中形成粘弹性材料，其具有复杂的超分子结构，故所述雾化液凝胶可称为超分子凝胶或物理凝胶。由于自组装形成三维网络的驱动力是具有可逆性的非共价作用，所以该雾化液凝胶具有可逆性相变特性。

本发明中，具有可逆相变特性的雾化液凝胶，是指其具有热可逆相变特性和/或剪切可逆相变特性。所述雾化液凝胶的凝胶-溶胶相变温度为135℃-160℃；所述雾化液凝胶的凝胶-溶胶相变临界剪切应力为55-300Pa。其中，所述热可逆相变特性是指：在低于该雾化液凝胶的凝胶-溶胶相变温度(T_gel)时，该雾化液凝胶为凝胶态；当加热雾化液凝胶且温度超过其凝胶-溶胶相变温度(T_gel)时，糖基胶凝剂分子间的非共价作用被破坏，该雾化液凝胶快速熔融变为溶胶态，其中糖基胶凝剂中固定的液态雾化液发生蒸发雾化，雾化剂释放出来，形成可吸入气溶胶；当温度下降至低于该雾化液凝胶的溶胶-凝胶相变温度(T_gel)时，糖基胶凝剂分子间通过非共价作用驱动而自组装形成超分子凝胶网络，熔融态的溶胶迅速冷凝固化恢复其凝胶态，未发生雾化的液态雾化液又被重新固定在超分子凝胶网络中，该雾化液凝胶恢复为凝胶态。同样，所述剪切可逆相变特性是指：在低于该雾化液凝胶的凝胶-溶胶临界剪切应力时，该雾化液凝胶为凝胶态；当受到振荡，剪切应力增大时，糖基胶凝剂分子间的非共价作用被破坏，该雾化液凝胶从凝胶态变为溶胶态，其中糖基胶凝剂中固定的液态雾化液发生蒸发雾化，雾化剂释放出来，形成可吸入气溶胶；当停止振荡，剪切应力减小时，糖基胶凝剂分子间通过非共价作用驱动而自组装形成超分子凝胶网络，溶胶态迅速冷凝固化恢复其凝胶态，未发生雾化的液态雾化液又被重新固定在超分子凝胶网络中，该雾化液凝胶恢复为凝胶态。

本发明中，所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

其中：R₁，R₂为烃基。

本发明所述糖基胶凝剂的优点以及解决的问题有：

1、作为雾化液主要成分的雾化剂为甘油和丙二醇，其两者属于极性介质，传统的含有大量羟基的糖基胶凝剂的氢键供体和受体片段容易发生溶剂化作用，使糖基胶凝剂分子间氢键强度明显降低，影响凝胶化三维网络的稳定性甚至导致糖基胶凝剂与雾化液混溶而不能形成雾化液凝胶。

为了解决这个问题，本发明在糖基胶凝剂中引入疏水的脂肪长链、芳香环，以提高糖基胶凝剂中范德华力、疏水(疏溶剂)作用、π-π堆叠等作用，从而提高糖基胶凝剂中分子间氢键强度，进一步提高糖基胶凝剂分子间自组装能力。除此之外，脂肪长链为疏水的，可以提高糖基胶凝剂的疏水(疏溶剂)作用，从而削弱甘油和丙二醇的溶剂化作用对胶凝剂分子间氢键作用的影响。

2、糖基胶凝剂分子间的氢键作用是自组装的主要驱动力，作为雾化液主要成分的甘油和丙二醇含有大量醇羟基，它们与糖基胶凝剂中糖羟基之间的氢键作用会与糖基胶凝剂自身糖羟基分子间氢键作用形成强烈的竞争，从而削弱了糖基胶凝剂分子间的氢键作用，导致凝胶的刚性和热稳定性变差，结果难以制备适用于高温条件下的具有可逆相变特性的雾化液凝胶。

为了解决这个问题，本发明采用有更多定向羟基(如环糖)或引入额外氢键供体和受体基团(如酰胺基团)的糖基原料来制备糖基胶凝剂，这样的糖基胶凝剂分子除了原有的分子间氢键作用外还能形成强的协同氢键网络，增强氢键作用，增加了自组装氢键驱动能力，从而削弱了甘油和丙二醇中醇羟基的氢键竞争力，使形成的网络结构更有刚性，提高了稳定性和刚性，从而得到具有较高相变温度、较高相变剪切应力的具有可逆相变特性的雾化液凝胶。

根据上述内容，本发明中所述糖基胶凝剂优选地化学结构式为：

本发明的糖基胶凝剂结构中包含糖基、酰胺基团、疏水烃基。本发明的糖基胶凝剂具有以下优势：1、通过在糖基配体中引入氢键供体和受体(酰胺基团)，可定向和极化糖基配体的羟基氢键，形成氢键协同网络和协同中心，极大增强了胶凝剂分子间氢键作用，有效抑制了雾化液中甘油/丙二醇羟基与胶凝剂羟基之间的氢键作用对胶凝剂分子间氢键的竞争，稳定了凝胶网络的结构，大幅提高了凝胶热稳定性和凝胶相变温度。2、增加烃链长度相应的引入范德华力，不仅可以提高糖基胶凝剂中分子间氢键强度，烃链的疏水作用还可以提高糖基胶凝剂的疏水(疏溶剂)作用，从而削弱甘油和丙二醇的溶剂化作用对胶凝剂分子间氢键作用的影响。上述构型异构使其具有凝胶化雾化液的能力，以得到具有较高相变温度、较高相变剪切应力的具有可逆相变特性的雾化液凝胶。

优选地，基于所述雾化液的质量百分比，所述雾化液包括：雾化剂，其占所述雾化液的90-100wt％；尼古丁，其占所述雾化液的0-10wt％；香料，其占所述雾化液的0-10wt％；

所述雾化剂为甘油和丙二醇混合物，其中甘油和丙二醇的体积比为3:7-7:3。

此时所述的雾化液凝胶中的雾化液为以雾化剂为主要成分或载体，还含有或不含有尼古丁和/或致香成分(香料)等物质的溶液。

在加热和/或振荡下，雾化液凝胶从凝胶态变为溶胶态，凝胶中固定的雾化剂携带所溶解的尼古丁和致香成分等物质一起释放出来，形成可吸入气溶胶；当停止加热和/或振荡时，溶胶态凝胶恢复为凝胶态，凝胶中未发生雾化的雾化剂、尼古丁和致香成分等物质分子又被重新固定在凝胶网络中。

本发明第二方面提供一种所述的雾化液凝胶的制备方法，将所述糖基胶凝剂加热溶于所述雾化液中，搅拌直至完全溶解后，缓慢冷却热的混合溶液后形成所述雾化液凝胶。

所述凝胶制备时，通过采用不同类型和含量的糖基胶凝剂并调节雾化液各种成分的类型和比例，可以在胶凝剂-胶凝剂与胶凝剂-雾化液作用之间形成平衡，以驱动凝胶的形成而不会形成沉淀、结晶或均一的溶液。

本发明第三方面提供一种所述的雾化液凝胶的应用，直接将熔融的雾化液凝胶溶液注入电子烟雾化器储液仓中，待溶液冷却凝胶化后制得适用于电子烟的雾化液凝胶烟弹。

所述凝胶在加热、高度剪切和剧烈振荡下，因为自组装形成三维网络结构的非共价作用相对较弱，而使网络结构被破坏，凝胶粘度下降，捕集的雾化液被释放出来；当停止加热、剪切率变小或高速剪切停止后，凝胶有快速的粘弹蠕变恢复性、良好的触变行为，又能快速自组装形成凝胶，凝胶粘度再次增加。因此，凝胶在加热或剧烈振荡(剪切)时，有良好的变为溶胶态的可逆性；当冷却或静止(停止剪切)时，又能快速形成凝胶。上述过程可以多次重复。综上，本发明所述的雾化液凝胶可以应用于电加热或非电加热(如高频体声波和表面声波)振荡雾化的装置中。

所述凝胶可直接灌注到市售电子烟雾化器储液仓中，具体为直接将熔融的凝胶热溶液注入雾化器储液仓中，待溶胶冷却凝胶化后即可。所述雾化器优选类型为可抛弃型(预填充型)。

所述凝胶可以根据市场需求、电子烟烟具加热器件的形状适配性和操作方式，制成不同形状并独立存储和包装的雾化液凝胶烟弹。雾化液凝胶烟弹的形状可以是小块、颗粒、柱状等。具体如：对于油杯加热型电子烟，可根据油杯结构制成大小形状匹配的雾化液凝胶烟弹，使用时将凝胶烟弹置于油杯中即可。所述雾化液凝胶烟弹适合可重复填充型电子烟雾化器。

本发明第四方面提供一种所述的雾化液凝胶的应用，直接将熔融的雾化液凝胶溶液注入多孔材料制成的气溶胶发生器件中，待溶液冷却凝胶化后固定到多孔材料中。

所述超分子凝胶因极佳的蠕变恢复性和触变性，可以灌注至多孔材料制成的气溶胶发生器件中。所述气溶胶发生器件可以集加热和/或振荡雾化与存储雾化液凝胶功能为一体。所述多孔材料的类型包含但不限于金属、合金、陶瓷、微机电系统(MEMS)元件、碳基材料、高分子聚合物等的单一材料或复合材料。在加热和/或振荡下，凝胶从凝胶态变为溶胶态，凝胶中固定的雾化液从凝胶网络中释放出来后发生雾化，产生的气溶胶从多孔材料的微孔中释放出来；当停止加热和/或振荡时，溶胶态凝胶恢复为凝胶态，雾化液被重新固定在凝胶网络中，而固化失去流动性的凝胶则被限制在多孔材料中。根据消费和产品需求，该气溶胶发生器件可在多孔材料中所存储的凝胶用完后整体更换，也可在凝胶用完后向多孔材料的孔隙中注入溶胶态的热凝胶，待其冷却固化后继续使用。

在这种情况下，雾化液先被固定到凝胶的三维网格中形成雾化液凝胶，雾化液凝胶再被固定到多孔材料中，双重锁定从而解决电子烟雾化器漏液问题。

本发明第五方面提供一种所述的雾化液凝胶的应用，将熔融的雾化液凝胶溶液通过施胶涂布到加热不燃烧卷烟的卷烟纸内表面，待溶液冷却凝胶化后固定到卷烟纸的纤维多孔中。

所述雾化液凝胶可以通过施胶涂布在适用于加热不燃烧卷烟的卷烟纸内表面，由于凝胶具有良好的蠕变恢复性和触变性，可以在加热溶胶状态时渗入卷烟纸的纤维多孔中并在冷却为凝胶后固定在这些孔中。当低温烘烤加热不燃烧卷烟时，卷烟纸中的凝胶发生溶胶化相变，其中固定的雾化液受热雾化，产生的雾化剂、尼古丁及致香成分气溶胶将与烟支填充物受热蒸发的物质一起释放出来，起到增大烟雾量、提高劲头和增香的作用；由于凝胶超分子结构的热稳定性和化学稳定性，在烟支生产和存储过程中，卷烟纸中固定的凝胶保持性质稳定。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的雾化液凝胶具有可逆相变特性，雾化液凝胶中糖基胶凝剂通过非共价作用(氢键、π-π堆叠、范德华力、静电作用等)自组装得到三维网络，雾化液物质分子通过界面力被捕集和固定在三维网络中形成雾化液凝胶，由于自组装形成三维网络的驱动力是具有可逆性的非共价作用，所以该雾化液凝胶具有可逆性相变特性。在加热和/或振荡下，雾化液凝胶从凝胶态变为溶胶态，凝胶中固定的雾化剂(或者雾化剂携带所溶解的尼古丁和致香成分等物质)释放出来，形成可吸入气溶胶；当停止加热和/或振荡时，溶胶态凝胶快速恢复为凝胶态，凝胶中未发生雾化的雾化剂(或者雾化剂、尼古丁和致香成分)物质分子又被重新固定在凝胶网络中。本发明所述的雾化液凝胶可以应用于电加热或非电加热(如高频体声波和表面声波)振荡雾化的装置中。

2、本发明中，所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

其中：R₁为C_2–16烷基、C_2–16链烯基、C_2–16炔基；R₂为

或者

或者

制备得到的雾化液凝胶具有更高的凝胶-溶胶相变温度(135℃-160℃)，该温度与雾化液蒸发雾化温度接近，使雾化液凝胶的溶胶化相变和其中雾化液的蒸发雾化趋于同步，这样的优势在于：一方面大幅降低了现有技术中低相变温度(如60-80℃)凝胶在加热过程中因凝胶相变温度低于雾化液蒸发雾化温度(200-250℃)所致的雾化液从凝胶中释放而长时间未雾化所致的漏液风险，同时大幅缩短了雾化等待时间，提高了热量的利用效率，使雾化液迅速雾化；另一方面，更重要的是确保了在停止加热或降温时，因溶胶-凝胶相变温度(T_gel)较高，熔融的溶胶可迅速凝固，未雾化的雾化液将被快速固定在凝胶网络中形成凝胶，大幅降低了低相变温度凝胶在降温过程中，因溶胶固化为凝胶所需时间较长或根本不能再次凝胶化而出现的雾化液漏液风险。本发明雾化液凝胶中的糖基胶凝剂网络具有极佳的化学稳定性、热稳定性和结构刚性，适用于电子烟和加热不燃烧卷烟等需要对雾化液进行高温雾化的产品中。

3、本发明中雾化液区别于普通有机溶剂的主要特点是其中含有大量的极性甘油和丙二醇，其结构中含有多元醇羟基，溶剂化作用和醇羟基的竞争作用对固定雾化液的有机胶凝剂的选择、雾化液凝胶稳定性和实现高的相变温度提出较大的挑战。本发明采用通过修饰改性得到的具有不同官能团的糖基胶凝剂，极大的增加了胶凝剂网络中非共价作用的强度，其固定雾化液的优势体现在：(1)胶凝剂糖基配体中含有大量羟基，能形成强的分子内和分子间氢键作用，成为自组装形成三维凝胶网络的主要驱动力；(2)通过在糖基配体中引入芳香环和长链烃基，在已有分子间氢键作用的基础上增加了π-π堆叠和范德华力等非氢键作用，并通过调节芳环电子云密度和烷烃链长度来实现对非氢键作用力大小的调节，同时也增加糖基配体的疏水作用，补偿了雾化液中甘油/丙二醇等极性多元醇溶剂化作用对糖基胶凝剂分子间氢键的削弱作用；(3)通过在糖基配体中引入氢键供体和受体(酰胺基团)，可定向和极化糖基配体的羟基氢键，形成氢键协同网络和协同中心，极大增强了胶凝剂分子间氢键作用，有效抑制了雾化液中甘油/丙二醇羟基与胶凝剂羟基之间的氢键作用对胶凝剂分子间氢键的竞争，稳定了凝胶网络的结构，大幅提高了凝胶热稳定性和凝胶相变温度。

4、本发明雾化液凝胶存储在多孔材料中可以有效降低雾化液因甩出、渗漏或挥发造成的质量损失，根据多孔材料的孔径大小、孔容量及凝胶的流变性，可以调节雾化液的存储容量。雾化液凝胶存储在多孔材料中，大幅减少了雾化液与外界环境或空气接触的几率，从而降低了雾化液被污染、发生氧化和挥发损失等风险。采用所述的集加热和/或振荡雾化与存储雾化液凝胶功能为一体的气溶胶发生器件，集成度高，避免使用专门储液仓，大幅减小了雾化器的体积，增加了电子烟的便携性。

5、本发明雾化液凝胶因有牢固的超分子网络结构和相对苛刻的相变条件(如外界温度需超过其相变温度、剧烈振荡等)，在与液态雾化液相同的运输和存储条件下将保持其稳定的凝胶态，特别是大幅降低了空运过程中气压变化及海拔不同地区气压变化引起的雾化器漏液问题，也大幅降低了因轻微碰撞振荡等外力作用导致的渗漏风险。

6、本发明雾化液本身被固定封装在性质稳定的胶凝剂三维网络中，胶凝剂三维网络可将雾化液锁定在其内部，相当于雾化液的保护屏障，降低了雾化液被污染、发生氧化变质和挥发损失等风险。

具体实施方式

为便于理解，本发明通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。其它人员应该明了，所示实施方式仅仅是帮助理解本发明，因此不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例为具有热可逆相变特性的雾化液凝胶1，其包括：糖基胶凝剂，0.8wt％；雾化液，99.2wt％；基于所述雾化液的质量百分比，所述雾化液包括：雾化剂，其占所述雾化液的92.0wt％；尼古丁，其占所述雾化液的2.0wt％；香料，其占所述雾化液的6.0wt％；所述雾化剂为甘油和丙二醇混合物，其中甘油和丙二醇的体积比为5:5。

所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

直接将本实施例的熔融的雾化液凝胶1溶液注入电子烟雾化器储液仓中，待溶液冷却凝胶化后制得适用于电子烟的雾化液凝胶烟弹1，将其用于电子烟中，凝胶-溶胶相变温度为145℃，与雾化液蒸发雾化温度接近，加热到220℃后，雾化液凝胶从凝胶态变为溶胶态，凝胶中固定的雾化剂携带所溶解的尼古丁和致香成分物质释放出来，形成可吸入气溶胶，抽吸几口之后，停止加热，当电子烟温度降低到凝胶-溶胶相变温度以下，溶胶态凝胶恢复为凝胶态，凝胶中未发生雾化的雾化剂、尼古丁和致香成分物质分子又被重新固定在凝胶网络中，可知本实施例制备的雾化液凝胶1具有明显的热可逆相变特性，在重复抽吸几次后，雾化液凝胶1相变性能依然很明显，所以本实施例制备的雾化液凝胶1适用于电子烟需要对雾化液进行高温雾化的产品中。

本实施例中，凝胶-溶胶相变温度通过以下方法测试：采用落球法测定，具体如下：将凝胶置于直径为10mm的试管中，在凝胶顶部放置一粒直径5mm、质量0.24g的玻璃珠，将试管置于恒温油浴中，以1.5℃/min的升温速率加热，玻璃珠被完全淹没在溶液中时的温度对应凝胶-溶胶相变温度。测试重复两次取平均值。

实施例2

本实施例为具有剪切可逆相变特性的雾化液凝胶2，其使用的糖基胶凝剂的化学结构式为：

其他制备条件、各组分配比与实施例1相同。

直接将本实施例的熔融的雾化液凝胶1溶液注入雾化器储液仓中，待溶液冷却凝胶化后制得雾化液凝胶烟弹1，将其用于高频体声波振荡雾化的装置中，凝胶-溶胶相变临界剪切应力为200Pa，在高度剪切和剧烈振荡下(声波频率2.4MHz)，凝胶网络结构被破坏，凝胶粘度下降，捕集的雾化液被释放出来，产生可抽吸的气溶胶；抽吸几口后，停止振动，又能快速自组装形成凝胶，凝胶粘度再次增加。上述过程可以多次重复。综上，本发明所述的雾化液凝胶可以应用于高频体声波振荡雾化的装置中。

本实施例中，凝胶-溶胶相变临界剪切应力通过ISO 3219(1993)Plastics-Polymers/Resins in the Liquid State or as Emulsions or Dispersions-Determination ofViscosity Using a Rotational Viscometer with Defined ShearRate(塑料—液态或乳状态或分散剂作用的聚合物/树脂—用具有规定剪切率的旋转式粘度计测定粘度)国际标准方法测试。

实施例3

本实施例为具有热可逆相变特性的雾化液凝胶3，其使用的糖基胶凝剂的化学结构式分别为：

其他制备条件与实施例1相同。

直接将本实施例的熔融的雾化液凝胶3溶液注入多孔材料制成的气溶胶发生器件中，待溶液冷却凝胶化后固定到多孔材料中，凝胶-溶胶相变温度分别为155℃，在重复抽吸几次后，雾化液凝胶3相变性能依然很明显，所以本实施例制备的雾化液凝胶3适用于电子烟需要对雾化液进行高温雾化的产品中。

本实施例凝胶-溶胶相变温度的测试方法同实施例1。

Claims (9)

1.一种包含烃基-氨基-糖基三段式糖基胶凝剂的可逆相变雾化液凝胶，其特征在于，基于质量百分比，其包括：

糖基胶凝剂，0.1-3.0wt%；

雾化液，97.0-99.9wt%；

所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

；

其中：R₁，R₂为烃基；

基于所述雾化液的质量百分比，所述雾化液包括：

雾化剂，其占所述雾化液的90-100wt%；

尼古丁，其占所述雾化液的0-10wt%；

香料，其占所述雾化液的0-10wt%；

所述雾化剂为甘油和丙二醇混合物，其中甘油和丙二醇的体积比为3:7-7:3；

所述雾化液凝胶的凝胶-溶胶相变温度为135℃-160℃。

2.根据权利要求1所述的雾化液凝胶，其特征在于，

R₁为C_2–16烷基、C_2–16链烯基、C_2–16炔基；

R₂为

或者

或者

。

3.根据权利要求1所述的雾化液凝胶，其特征在于，所述糖基胶凝剂的化学结构式为：

式1，或者

式2，或者

式3。

4.根据权利要求1所述的雾化液凝胶，其特征在于，具有可逆相变特性的雾化液凝胶是指具有热可逆相变特性和/或剪切可逆相变特性的雾化液凝胶；所述雾化液凝胶的凝胶-溶胶相变临界剪切应力为55-330Pa。

5.一种权利要求1所述的雾化液凝胶的制备方法，其特征在于，将所述糖基胶凝剂加热溶于所述雾化液中，搅拌直至完全溶解，冷却后形成所述雾化液凝胶。

6.一种权利要求1所述的雾化液凝胶的应用，其特征在于，直接将熔融的雾化液凝胶溶液注入电子烟雾化器储液仓中，待溶液冷却凝胶化后制得适用于电子烟的雾化液凝胶烟弹。

7.一种权利要求1所述的雾化液凝胶的应用，其特征在于，直接将熔融的雾化液凝胶溶液注入多孔材料制成的气溶胶发生器件中，待溶液冷却凝胶化后固定到多孔材料中。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多孔材料选自金属、合金、陶瓷、微机电系统元件、碳基材料、高分子聚合物中的单一材料或复合材料。

9.一种权利要求1所述的雾化液凝胶的应用，其特征在于，将熔融的雾化液凝胶溶液通过施胶涂布到加热不燃烧卷烟的卷烟纸内表面，待溶液冷却凝胶化后固定到卷烟纸的纤维多孔中。