[论文解读] Influence of Creaming and Ripening on the Aggregation Rate of Non-Ionic Dodecane-in-Water Nanoemulsions

Eliandreina Cruz‐Barrios, Germán Urbina-Villalba|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2014

Surfactants and Colloidal Systems参考文献 15被引用 5

一句话总结

本研究探讨了奶油化和奥斯特瓦尔德熟化对非离子性十二烷-水纳米乳液聚集动力学的影响。通过使用十二烷、溴代十二烷（近似零浮力）以及十二烷/角鲨烷混合物，作者证明：当熟化被抑制时，浮力对絮凝速率的影响可忽略不计；然而，十二烷与溴代十二烷之间聚集速率的显著差异源于熟化作用，而非重力影响。

ABSTRACT

The possible influence of creaming during the measurement of the aggregation rate of dodecane-in-water nanoemul- sions stabilized with Brij 30 is explored. For this purpose additional emulsions made with a neutral-buoyancy oil (bro- mo-dodecane) and mixtures of dodecane and Br-dodecane with squalene were synthesized. It is concluded that when the effect of ripening is suppressed, the influence of buoyancy on the evaluation of the flocculation rate is negligible. In the absence of squalene, ripening is present, and a sizeable difference in the flocculation rate of dodecane and bro- mo-dodecane is observed. However, this difference is not caused by the effect of gravity.

研究动机与目标

• 评估重力引起的粒子迁移（奶油化）对非离子性十二烷-水纳米乳液测得聚集速率的影响。
• 在絮凝动力学中，将奥斯特瓦尔德熟化的影响与由浮力驱动的奶油化影响分离开来。
• 评估十二烷与溴代十二烷乳液之间聚集速率差异是否由浮力或熟化引起。
• 确定在何种条件下可忽略奶油化对纳米乳液稳定性测量的影响。
• 验证在乳液稳定性研究中，使用中性浮力油（如溴代十二烷）作为重力效应对照的有效性。

提出的方法

• 使用动态光散射（DLS）监测流体力学直径和多分散性，制备了由Brij 30稳定的十二烷-水纳米乳液，以监测其随时间的变化。
• 合成第二种使用溴代十二烷的乳液，其浮力接近零，以实现奶油化与熟化效应的解耦。
• 制备了由十二烷、溴代十二烷和角鲨烷组成的三元混合物，以调节熟化程度，同时保持浮力恒定。
• 通过DLS监测粒子尺寸和聚集的随时间变化，以量化絮凝速率。
• 比较仅含十二烷、仅含溴代十二烷以及混合油乳液的聚集速率，以分离熟化的作用。
• 通过不添加角鲨烷以促进熟化，以及添加角鲨烷以抑制熟化，实现重力与熟化效应的受控对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 奶油化是否显著影响非离子性十二烷-水纳米乳液测得的聚集速率？
• RQ2 奥斯特瓦尔德熟化在十二烷与溴代十二烷乳液聚集动力学差异中所起的作用有多大？
• RQ3 在稳定性测量中，使用溴代十二烷等中性浮力油是否能有效将奶油化与熟化分离开来？
• RQ4 观察到的十二烷与溴代十二烷乳液絮凝速率差异是由于浮力还是熟化所致？
• RQ5 在何种条件下可安全忽略奶油化对纳米乳液稳定性分析的影响？

主要发现

• 当熟化被抑制（通过添加角鲨烷）时，浮力对聚集速率的影响可忽略不计，表明奶油化不会显著改变测得的絮凝动力学。
• 在无角鲨烷存在时，十二烷与溴代十二烷乳液之间观察到显著的聚集速率差异。
• 该差异归因于奥斯特瓦尔德熟化，而非浮力，这一点通过使用中性浮力的溴代十二烷得到证实。
• 角鲨烷的存在可抑制熟化，从而实现奶油化效应的隔离，结果表明其影响极小。
• 本研究证实，熟化是影响非离子性十二烷基纳米乳液聚集速率差异的主导因素。
• 结果支持在控制熟化条件下的乳液稳定性研究中，使用溴代十二烷作为重力效应有效对照。