一种两级膜分散制备乳液的方法技术

技术编号：42514438 阅读：16 留言：0更新日期：2024-08-27 19:28

本发明专利技术提出一种膜分散法在不使用乳化剂的前提下制备形貌均一的Janus乳液的方法。与传统的只用单个膜组件进行膜分散的方法相比，本发明专利技术将两个膜组件构成二级膜分散装置，可以在不使用乳化剂的前提下，将液滴的平均粒径降低1‑2倍。通过加入甲苯、氯仿等有机溶剂，使得膜分散法非常适配于制备Janus乳液，同时使得制备得到的Janus乳液液滴形貌均一。本发明专利技术以膜分散法为基础，具有能耗低，制备快速简便，条件温和，可以批量生产和易于实现工业化的特点。此外，形貌均一的Janus乳液可以为拓宽各向异性乳液在材料合成、微反应器以及药物缓释等领域的应用提供技术支持。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜应用，涉及一种不使用乳化剂制备janus乳液的方法，具体涉及一种两级膜分散制备乳液的方法。

技术介绍

1、janus乳液是由两种不完全互溶的油分散于水溶液中形成的分散体系。与传统的乳液不同，janus乳液的内相液滴由两种油相构成，油相之间不互溶的物理特性使得内相液滴具备两个独立的微区。janus乳液不仅具有传统乳液的特性，可以有效的增溶功能性分子，如药物分子、磁性分子等，还可以利用其内相液滴各向异性的结构特质，作为模板制备诸多有机、无机或有机无机复合材料。

2、现有janus乳液制备方法有机械搅拌、高涡旋振荡、膜分散等方法，而膜分散法制备乳液具有能耗低、制得液滴粒径小且分布窄，产量大等优势，具有广阔的应用前景。但现有的膜分散法制备janus乳液需要多个步骤，操作麻烦；并且制备的janus乳液中液滴两相占比无法控制，且形貌不均一。

技术实现思路

1、本专利技术针对传统janus乳液制备中存在的问题提出一种新型的膜分散制备janus乳液的方法。

2、为了达到上述目的，本专利技术是采用下述的技术方案实现的：

3、一种两级膜分散法制备乳液的方法，该方法尤其适合制备janus类由两种油相共存的乳液，两级膜组件中均设置用于液体分散的膜管，且膜层均位于膜管内侧，步骤如下。

4、（1）将两种不完全互溶的油性物质加入有机溶剂中，搅拌均匀，得到油相混合液。

5、（2）将油相混合液强制流动通过一级膜组件的膜孔，水进入一级膜组件膜管的通道内，得到一级乳液。

6、（3）将一级乳液强制通过二级膜组件的膜孔，得到二级乳液。

7、（4）将二级乳液在低速搅拌状态下加热，使得其中的有机溶剂挥发，得到janus乳液。

8、作为优选，步骤（2）中一级膜组件中的膜管孔径为50-500 nm，混合油相的通量为12-28 l·m-2·h-1，水的流速为50-125 l·h-1；步骤（3）中二级膜组件中的膜管孔径为80-150 nm，通量为215-430 l·m-2·h-1。

9、作为优选，步骤（1）中油性物质在碳原子数为5-16的烷烃类物质以及苯二甲酸酯类化合物中各任取一种，要求所选取的两种物质不能完全互溶；有机溶剂为芳香族碳氢化合物或有机氯化合物，有机溶剂需能够完全溶解两种油性物质；两油性物质的比例为1/20-20/1；在实际制备过程中，有机溶剂可根据实际情况添加，直到两油相完全溶解。

10、作为优选，步骤（4）的搅拌速率为60-80 rpm，加热温度为30-40 ℃，搅拌时间不做限制，加热至有机溶剂完全挥发即可。

11、本专利技术将混合油相强制通过一级膜组件膜孔，水相在膜管的通道中流通形成剪切力，使混合油相微液滴从膜孔脱离,并与水初步混合，得到一级乳液。此时制备得到的乳液粒径相对较大，乳液的稳定性较差。若对该乳液直接进行搅拌加热脱除溶剂的步骤，会发生乳液破乳现象。二级膜膜组件则是将一级乳液强制压过膜孔，一级乳液中的混合油相微液滴在通过膜孔时被破坏，从而形成更小的微液滴。此时制备得到的二级乳液较为稳定。

12、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：

13、1.与传统的单膜组件分散制备乳液的方法相比，本专利技术将两个膜组件构成两级膜分散装置，可以在不使用乳化剂的前提下，将液滴的平均粒径降低1-2倍。

14、2.杜绝了乳化剂的使用，减少了生产过程中的附加物料投入，进而降低产品进一步分离提纯的成本。

15、3.本专利技术所提出的方案乳化过程能够持续稳定的连续化生产运行，能够实现形貌均一、质量稳定的janus乳液的批量生产。

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【技术保护点】

1.一种两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤如下:

2.根据权利要求1所述的两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤（2）、（3）所述膜管的膜层在膜管内侧通道内；其中步骤（2）中一级膜组件的膜管孔径为50-500 nm，油相混合液的通量为12-28 L·m-2·h-1，水的流速为50-125 L·h-1；步骤（3）中二级膜组件的膜管孔径为80-150 nm，通量为215-430 L·m-2·h-1。

3.根据权利要求1所述两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤（1）中油性物质在碳原子数为5-16的烷烃类物质和苯二甲酸酯类化合物中各任取一种；有机溶剂为芳香族碳氢化合物或有机氯化合物；两油性物质的体积比例为1/20-20/1；有机溶剂加入量需能够完全溶解两种油性物质。

4.根据权利要求1所述的两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤（4）中的搅拌速率为60-80 rpm，加热温度为30-40 ℃。

5.权利要求1-4任意一项所述方法在Janus乳液制备过程中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤如下:

2.根据权利要求1所述的两级膜分散制备乳液的方法，其特征在于，步骤（2）、（3）所述膜管的膜层在膜管内侧通道内；其中步骤（2）中一级膜组件的膜管孔径为50-500 nm，油相混合液的通量为12-28 l·m-2·h-1，水的流速为50-125 l·h-1；步骤（3）中二级膜组件的膜管孔径为80-150 nm，通量为215-430 l·m-2·h-1。

3.根据权利要求1所述两级膜分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜红，李京城，屈正炎，陈日志，邢卫红，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：

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