應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑，包括六偏磷酸納、十二烷基硫酸鈉和納米SiO2，所述的六偏磷酸納的添加量為0.2?0.6%，十二烷基硫酸鈉添加量為0.4?1.2%，納米SiO2的添加量為0.5?1.5%。通過上述方式，本發(fā)明的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，利用表面活性劑修飾納米SiO2表面的電荷數(shù)量，并且結(jié)合超聲波震蕩分散原理，提高了納米SiO2水溶液在水中的分散性及分散液的穩(wěn)定性。
【專利說明】
應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于食品包裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于表面活性劑的納米Si02分散 液的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米Si02-般為10-70M1尺寸小，比表面積大，具有對抗紫外線的光學(xué)性能以及特 殊的流變性能，能提高其他材料抗老化、強(qiáng)度和耐化學(xué)性能，尤其是近年來利用納米Si0 2改 性高分子食品包裝材料已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，并且也取得了廣泛的應(yīng)用。但是納米 Si02因其尺寸較小，比表面積大的特點(diǎn)，在使用過程中導(dǎo)致了其在水溶液中由于表面電荷 的作用而產(chǎn)生聚團(tuán)造成沉淀、結(jié)塊、分層等。不但影響了納米Si0 2的應(yīng)用效果，過多的使用 也會造成不必要的浪費(fèi)。
[0003] 表面活性劑在水溶液中可以通過陰陽離子平衡的作用，改變納米Si02表面所攜帶 的電荷，從而使納米材料在水溶液中形成穩(wěn)定的乳濁液。另外，水溶液的超聲處理，可以使 溶液中物理性聚團(tuán)的物質(zhì)通過震蕩分散，使用在納米Si0 2水溶液中可以促進(jìn)納米材料的分 散;但是，超聲處理的效果與超聲功率及時間有顯著的相關(guān)性?；谝陨霞庸ぜ夹g(shù)及加工原 理，本發(fā)明使用六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉為表面活性劑，結(jié)合超聲波處理后提高納米 Si02在水溶液中分散性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制 備方法，向水中添加六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑，加熱溶解后，在水溶液 中加入納米Si0 2,超聲震蕩后得到分散均勻的納米Si02水溶液，從而提高納米Si02水溶液的 分散穩(wěn)定性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供了一種應(yīng)用于修飾納 米材料的表面活性劑，包括六偏磷酸納、十二烷基硫酸鈉和納米Si0 2，所述的六偏磷酸納的 添加量為〇. 2-0.6%，十二烷基硫酸鈉添加量為0.4-1.2%，納米Si〇2的添加量為0.5-1.5%。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供了一種應(yīng)用于修飾 納米材料的表面活性劑的制備方法，包括以下具體步驟： a、表面活性劑水溶液制備：向水中添加六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉作為表面活性 劑，加熱溶解后得到表面活性劑水溶液； b、制作納米Si02分散液：向表面活性劑水溶液中加入納米Si02,超聲震蕩后得到分散 均勻的納米Si02分散液，即納米材料的表面活性劑。
[0007] 在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述的步驟a中的六偏磷酸納的添加量為0.2-0.6%。
[0008] 在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述的步驟a中的十二烷基硫酸鈉添加量為0.4-1.2%〇
[0009] 在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述的步驟a中的加熱溶解時的加熱溫度為55-75 Γ。
[0010] 在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述的步驟b中的納米Si〇2的添加量為0.5-1.5%。
[0011] 在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述的步驟b中的超聲震蕩的功率為100-300W，超聲 震蕩時間為5_15min。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法， 使用六偏磷酸和十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑，將納米Si0 2分散于具有六偏磷酸納和十 二烷基硫酸鈉的水溶的中，平衡納米Si02水溶液中納米粒子表面攜帶的電荷，然后通過超 聲震蕩將物理結(jié)塊的納米粒子分散，從而提高了納米粒子在水溶液中的分散穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例包括： 一種應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑，包括六偏磷酸納、十二烷基硫酸鈉和納米 Si〇2，所述的六偏磷酸納的添加量為0.2-0.6%，十二烷基硫酸鈉添加量為0.4-1.2%，納米 31〇2的添加量為0.5-1.5%。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，包括以下具 體步驟： a、 表面活性劑水溶液制備：向水中添加六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉作為表面活性 劑，加熱溶解后得到表面活性劑水溶液； b、 制作納米Si02分散液：向表面活性劑水溶液中加入納米Si02,超聲震蕩后得到分散 均勻的納米Si0 2分散液，即納米材料的表面活性劑。
[0016] 上述中，所述的步驟a中的六偏磷酸納的添加量為0.2-0.6%;十二烷基硫酸鈉添加 量為0.4-1.2%;加熱溶解時的加熱溫度為55-75°C。
[0017] 進(jìn)一步的，所述的步驟b中的納米Si02的添加量為0.5-1.5%;超聲震蕩的功率為 100-300W，超聲震蕩時間為5-15min。
[0018] 實(shí)施例1-9及對比例中所采用的原料均為相同原料，并且不同處理組中水溶液pH 均相同。
[0019] 實(shí)施例1-9為設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，見表1。分別將需要的六偏磷 酸納和十二烷基硫酸鈉于65°C溶解，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的納米Si0 2,然后置于不同的超 聲功率中超聲所需的時間。形成穩(wěn)定、均一的溶液。另外，對比例為直接將1.0%的納米Si0 2 加入水中，攪拌均勻。
[0020] 性能檢測： 納米Si02液面靜置高度:將不同溶液倒入100mL具塞量筒中，分別記錄不同靜置時間時 納米Si02的刻度。
[0021 ] 平均粒徑測定:通過Nano-ZS型納米粒度與電位分析儀測定不同實(shí)施例中納米粒 子的平均直徑。
[0022] 表1不同實(shí)施例：
[0023]實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1.納米Si02液面高度變化 從表2可以看出，經(jīng)過表面活性劑改性及超聲處理后，實(shí)施例1-9中納米Si02液面的高 度均明顯高于對比例，說明這些實(shí)施例中納米Si02在水溶液中的分散性很好。
[0024] 表2不同靜置時間納米Si02液面高度變化：
[0025] 2.納米Si02平均粒徑變化 表3不同靜置時間納米Si02平均粒徑變化： 〇
[0026]
經(jīng)過六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉及超聲處理后，在靜置1-25天的過程中，實(shí)施例1-9 中納米Si02平均粒徑明顯低于對比例，因此可以說明，經(jīng)過修飾后的納米Si02在水溶液的中 的平均粒徑的穩(wěn)定性也明顯提高。
[0027]綜上所述，本發(fā)明的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，使用六偏磷 酸和十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑，將納米Si02分散于具有六偏磷酸納和十二烷基硫酸 鈉的水溶的中，平衡納米Si〇2水溶液中納米粒子表面攜帶的電荷，然后通過超聲震蕩將物 理結(jié)塊的納米粒子分散，從而提高了納米粒子在水溶液中的分散穩(wěn)定性。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑，其特征在于，包括六偏磷酸納、十二烷基硫 酸鈉和納米Si〇2，所述的六偏磷酸納的添加量為0.2-0.6%，十二烷基硫酸鈉添加量為0.4-1 · 2%，納米Si02的添加量為0 · 5-1 · 5%。2. -種應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于，包括以下具體步 驟： a、表面活性劑水溶液制備：向水中添加六偏磷酸納和十二烷基硫酸鈉作為表面活性 劑，加熱溶解后得到表面活性劑水溶液； b、制作納米Si02分散液：向表面活性劑水溶液中加入納米Si02,超聲震蕩后得到分散均 勻的納米Si02分散液，即納米材料的表面活性劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的步驟a中的六偏磷酸納的添加量為0.2-0.6%。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的步驟a中的十二烷基硫酸鈉添加量為0.4-1.2%。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的步驟a中的加熱溶解時的加熱溫度為55-75°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的步驟b中的納米Si02的添加量為0.5-1.5%。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于修飾納米材料的表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的步驟b中的超聲震蕩的功率為100-300W，超聲震蕩時間為5-15min。
【文檔編號】C09C3/06GK106084897SQ201610420833
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610420833.2, CN 106084897 A, CN 106084897A, CN 201610420833, CN-A-106084897, CN106084897 A, CN106084897A, CN201610420833, CN201610420833.2
【發(fā)明人】章建浩, 趙見營, 梁艷文
【申請人】常熟市屹浩食品包裝材料科技有限公司