CN114652621A - 一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其包括如下重量份的原料:乙醇60~85份;水15~40份;乙酸0.02~1份;壳聚糖0.1~1.5份;氧化硅0.5~3.5份;辅助添加剂0~1份;本发明方案所制备的产品为真正不具流动性的凝胶,可用于免洗手消毒凝胶领域,并且具有可广泛调控的流变特性,可以针对各种应用条件制备为具有不同黏弹响应的凝胶,对应不同的皮肤感官舒适度和产品挤出性能。
Description
技术领域
本发明涉及凝胶制备技术、胶体与界面化学技术领域,尤其涉及一种流变性质可以自由调控的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶。
背景技术
随着人们对个人、环境卫生的日益讲究以及对外部病毒防范的意识越来越强,日常消毒也变得越来越重要。在众多消毒措施中,手部消毒被认为是防止病毒传播非常重要的环节,由此市场上出现了众多手部消毒产品。其中以具有使用方便、不易滴洒等特点的免洗手消毒凝胶,应用最为广泛。
市面上常规的免洗手消毒凝胶产品大多都是以相对皮肤有害性较低的低级醇类为主要成分,含量为60~90%,这要求凝胶剂能够溶于高乙醇含量溶液。这将选择限制为卡波姆、纤维素等几类高分子作为凝胶剂,含量为2~10%,并辅以少量各种用于保湿提香等作用的添加剂。过高的高分子凝胶剂含量,以及对免洗手消毒凝胶需求的大幅增长,也导致了卡波姆等各类凝胶剂价格的上涨。而且,市面上所售的免洗手消毒凝胶产品,本质大多只是通过添加一点高分子作为增稠剂,来提高高醇含量水溶液的黏度,但依然具有一定的流动性,并不是真正的“凝胶”。产品的使用皮肤感官舒适度情况和产品挤出性能与凝胶产品的流变性能有很大关系,因此调控凝胶产品的流变性能也是产品配方很重要的一个参考因素。
因此,如能开发出用其他高分子凝胶剂制备的高乙醇含量的水凝胶,就能拓宽免洗手消毒凝胶的原料来源;进一步减少高分子凝胶剂的用量,就能促进其进一步推广;大范围调控产品的流变性,可以对产品的不同应用场景的使用进行更细致的舒适度设计。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种实施可靠、制备便利且绿色环保、对人体无害、成本低的流变性质可以自由调控的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶。
为了实现上述的技术目的,本发明所采用的技术方案为:
一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其包括如下重量份的原料:
作为一种可能的实施方式,进一步,所述壳聚糖为脱乙酰度80%以上的壳聚糖,其产品黏度为5~500mPa·s。
作为一种可能的实施方式,进一步,所述乙酸的纯度为99%以上。
作为一种可能的实施方式,进一步,所述乙醇的纯度为99%以上。
作为一种可能的实施方式,进一步,所述氧化硅的粒径为5~40nm。
作为一种可能的实施方式,进一步,所述辅助添加剂包括丁香油、金银花提取物、甘草提取物中的一种以上,且纯度为99%以上。
其中,本方案所使用的乙醇、乙酸、壳聚糖、氧化硅、辅助添加剂等均可以为市销可购产品。
作为一种可能的实施方式,进一步,其具体包括如下重量份的原料:
其中,所述辅助添加剂包括丁香油、金银花提取物、甘草提取物中的一种以上。
另外,本方案采用壳聚糖作为高分子凝胶剂,并复合少量氧化硅制备的流变性质可调控、高乙醇含量的水凝胶产品。同时,本方案所选用的壳聚糖作为一种廉价并来源广泛的绿色天然产物,常被用于作为各种材料的凝胶剂,因具有一定的消毒作用被广泛应用于医用凝胶敷料等方面。但是因其不溶于乙醇,所以极少被用于制备高乙醇含量的凝胶产品。本方案复合的氧化硅作为一种的廉价无机材料,也常常被用于高分子材料或凝胶的改性研究,可以降低高分子凝胶剂的用量,并对凝胶产品的流变性能就行广泛调控。本申请创新地通过将两种成分的复合,利用溶剂驱动原理实现高乙醇含量水溶液的凝胶过程,所制得的产品可应用于免洗手消毒凝胶领域。
作为一种可能的实施方式,进一步,所述高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶为不具流动性的凝胶,其剪切稀化指数因子n为-0.042,1s-1条件下的黏度186Pa·s。
基于上述方案,本发明还提供一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶的制备方法,其包括如下步骤:
1、将0.02~0.25份乙酸溶于15~40份水中,再加入0.1~1.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
2、将0.5~3.5份氧化硅超声或剪切分散于60~85份乙醇中,得到分散液B;
3、将溶液A在搅拌条件下加入分散液B中;
4、将丁香油、金银花提取物、甘草提取物一种以上混合形成的辅助添加剂共计0.1~1份进行搅拌1分钟,制得到物料C;
5、将物料C加入到步骤3中得到的混合体系中;
6、搅拌预设时长后,制得目标凝胶,即高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶。
基于上述方案,本发明还提供一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其由上述所述的制备方法制得。
采用上述的技术方案,本发明与现有技术相比,其具有的有益效果为:
1.本发明提供的一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其乙醇含量最多可达85%;
2.其凝胶剂使用了廉价并来源广泛的绿色天然产物,并创新地通过复合少量氧化硅,利用溶剂驱动原理实现高乙醇含量溶液凝胶,并使壳聚糖含量可低至0.1%,开拓了新的高乙醇含量凝胶的凝胶剂选择范围,并大大节约了成本;
3.本发明所用的乙醇、壳聚糖、氧化硅等均为对人体无害的成分,相对其他如含高锰酸钾或卤素的消毒产品更为绿色环保低刺激;
4.本发明所制备的产品为真正不具流动性的凝胶,并且具有可广泛调控的流变特性,可以针对各种应用条件制备为具有不同黏弹响应的凝胶,对应不同的皮肤感官舒适度和产品挤出性能。
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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1实施例1样品的表观倾斜照片;
图2对比实施例1样品的表观倾斜照片;
图3对比实施例2样品的表观倾斜照片;
图4对比实施例3样品的表观倾斜照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本发明,但不对本发明的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例及对比例测试项目及条件
表观照片表征:通过倾斜流动性反映样品是否为凝胶。
流变性能测试方法:本发明所涉及的流变性能主要针对两方面,剪切稀化速率及黏度大小,剪切稀化速率反映样品涂抹时的舒适性,黏度大小反映其从容器挤出后是否容易喷洒和流淌滴落。测试通过TA DHR-2流变仪进行稳态剪切测试表征,所选用的夹具为40mm锥板,剪切速率变化范围为0.03~100s-1。测试获得两个数据,剪切稀化指数因子n及1s-1条件下的黏度。
实施例1
将0.25份乙酸溶于25份水中,再加入0.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
将2.5份氧化硅超声或剪切分散于75份乙醇中,得到分散液B;
将A在搅拌条件下加入B中;将丁香油、金银花提取物、甘草提取物(1∶1∶1)的辅助添加剂共计0.1份搅拌1分钟得到C;
将C加入前述A和B混合物中;搅拌1分钟时间得到目标凝胶。
对本实施例的复合凝胶进行表观倾斜拍照,得图1所示结果;
对本实施例的复合凝胶进行流变性能测试,测得其为不具流动性的凝胶,剪切稀化指数因子n为-0.042,1s-1条件下的黏度186Pa·s。具备较好的涂抹舒适性、不易流动。
对比例1改变乙醇含量(和实施例1相比,改变乙醇含量)
将0.25份乙酸溶于35份水中,再加入0.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
将2.5份氧化硅超声或剪切分散于65份乙醇中,得到分散液B;
将A在搅拌条件下加入B中;
将丁香油、金银花提取物、甘草提取物添加剂共计0.1份搅拌1分钟得到C;
将C加入前述A和B混合物中;搅拌1分钟时间得到目标凝胶。
对本实施例的复合凝胶进行表观倾斜拍照,得图2所示结果;
对本实施例的复合凝胶进行流变性能测试,测得其为稍具流动性的黏弹溶液,类似于常规市售消毒凝胶产品,剪切稀化指数因子n为0.263,1s-1条件下的黏度11Pa·s。相对实施例1涂抹舒适性较差,流动性更好。
对比例2改变壳聚糖含量(和实施例1相比,改变壳聚糖含量)
将0.25份乙酸溶于25份水中,再加入1.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
将2.5份氧化硅超声或剪切分散于75份乙醇中,得到分散液B;
将A在搅拌条件下加入B中;
将丁香油、金银花提取物、甘草提取物添加剂共计0.1份搅拌1分钟得到C;
将C加入前述A和B混合物中;搅拌1分钟时间得到目标凝胶。
对本实施例的复合凝胶进行表观倾斜拍照,得图3所示结果;
对本实施例的复合凝胶进行流变性能测试,测得其为不具流动性的凝胶,剪切稀化指数因子n为0.020,1s-1条件下的黏度676Pa·s。相对实施例1舒适性稍差,极难流动。
对比例3改变氧化硅含量(和实施例1相比,改变氧化硅含量)
将0.25份乙酸溶于25份水中,再加入0.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
将0.5份氧化硅超声或剪切分散于75份乙醇中,得到分散液B;
将A在搅拌条件下加入B中;
将丁香油、金银花提取物、甘草提取物添加剂共计0.1份搅拌1分钟得到C;
将C加入前述A和B混合物中;搅拌1分钟时间得到目标凝胶。
对本实施例的复合凝胶进行表观倾斜拍照,得图4所示结果;
对本实施例的复合凝胶进行流变性能测试,测得其为不具流动性的凝胶,剪切稀化指数因子n为0.294,1s-1条件下的黏度4Pa·s;可知,本实施例相对实施例1舒适性较差,极易流动。
以上所述仅为本发明的部分实施例,并非因此限制本发明的保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述壳聚糖为脱乙酰度80%以上的壳聚糖,其产品黏度为5~500mPa·s。
3.如权利要求1所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述乙酸的纯度为99%以上。
4.如权利要求1所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述乙醇的纯度为99%以上。
5.如权利要求1所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述氧化硅的粒径为5~40nm。
6.如权利要求1所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述辅助添加剂包括丁香油、金银花提取物、甘草提取物中的一种以上,且纯度为99%以上。
8.如权利要求7所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶,其特征在于,所述高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶为不具流动性的凝胶,其剪切稀化指数因子n为-0.042,1s-1条件下的黏度186Pa·s。
9.一种高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
(1)、将0.02~0.25份乙酸溶于15~40份水中,再加入0.1~1.5份壳聚糖,搅拌溶解至透明,得到溶液A;
(2)、将0.5~3.5份氧化硅超声或剪切分散于60~85份乙醇中,得到分散液B;
(3)、将溶液A在搅拌条件下加入分散液B中;
(4)、将丁香油、金银花提取物、甘草提取物一种以上混合形成的辅助添加剂共计0.1~1份进行搅拌1分钟,制得到物料C;
(5)、将物料C加入到步骤3中得到的混合体系中;
(6)、搅拌预设时长后,制得目标凝胶,即高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶。
10.一种免洗手消毒凝胶,其特征在于,其包括权利要求1至8之一所述的高乙醇含量的壳聚糖氧化硅复合水凝胶。
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