纤维素纳米晶表面活性剂在油/油界面的组装与应用研究
双油相体系通常由互不相溶的两种有机溶剂构成，这种无水体系的研究和开发对于水敏感领域的应用拓展十分重要。按所需的几何形状和响应性构筑的全油相结构体系是一类可应用于与水或含水系统不兼容的新型可重构材料，但由于缺乏合适的表面活性剂，全油相结构体系的开发受到了严重的限制。在本论文中，利用纤维素纳米晶（CNCs）和氨基化笼型聚倍半硅氧烷（POSS-NH2）协同组装策略稳定了二甲基亚砜（DMSO）和硅油的界面，该方法简单有效且成本低廉。纤维素纳米晶体表面活性剂（CNCSs）在油/油界面原位形成和组装，界面结合能显著增强，界面活性表现出酸依赖性:乙酸存在时，CNCSs组装效率和界面活性大幅提升。CNCSs可在界面处堵塞，形成具有优异机械强度和弹性的坚固薄膜。乙酸存在的情况下，改变CNC和POSS-NH2浓度可以实现对PR不稳定性的完全抑制，得到连续小管，利用经改装的3D打印机完成全油相器件的按需3D打印。打印的全油相管道管壁坚固稳定，可以胜任水敏感物质的封装与传输工作。此外，CNCSs还可以作为油包油（O/O）乳液的良乳化剂，乳液尺寸和状态可以通过两相浓度、体积比、温度和有机酸碱进行调控。从调控协同组装驱动力的角度出发，实现了无酸体系的乳液可循环的温度响应性和有酸体系的乳液的酸碱响应性。当DMSO中含有乙酸时，不仅可以在DMSO/硅油体积比1/1的情况下制得结构化乳液，还可以在体积比1/3的情况下轻易得到O/O Pickering高内相乳液（HIPEs）。以该O/OPickering高内相乳液为模板,可在避免大尺寸空洞出现的情况下通过亲水单体制备具有油水分离和污水处理潜力的疏水多孔材料。CNCSs稳定的全油相器件的成功构筑证明了纳米粒子与聚合物配体的协同组装在双油相体系中的可行性，拓宽了双油相领域的研究方向，为水敏感物质的传输、分离和反应等开辟了新平台。
表面活性剂;纤维素纳米晶;双油相体系;组装策略
北京化工大学
硕士
材料与化工
史少伟;王猛
2023
中文
TQ423
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）