В области химической промышленности и материалов технология стабилизации эмульсии всегда была горячей точкой для исследований. Традиционные эмульсии часто полагаются на синтетические поверхностно - активные вещества или эмульгаторы животного происхождения, но имеют такие проблемы, как недостаточная долгосрочная стабильность, которая может нанести вред организму и окружающей среде. В последние годы эмульсия Pickering с натуральными макромолекулярными частицами в качестве стабилизатора привлекла большое внимание из - за безопасных и экологических характеристик, в то время как целлюлозные нановолокна (CNFs), как природные стабилизаторы с отличной производительностью, их эффективная подготовка и применение стали в центре внимания отрасли.

Новая технология выравнивания микроструй, разработанная командой Пекинского университета бизнеса и торговли, предлагает инновационные решения для эффективной подготовки CNFs. Эта технология использует самодельный однородный клапан с пересечением струй малой дальности, который обрабатывается всего три раза под давлением 110 МПа, чтобы превратить микрон - целлюлозу в нано - волокно. По сравнению с традиционными методами высоковольтной гомогенизации (6 при обработке 150 МПа) и гидравлических столкновений струй (60 при цикле 200 МПа), новая технология значительно снижает время ввода и обработки энергии, обеспечивая при этом качественные характеристики CNFs.

С помощью CNF, подготовленных с помощью этой технологии,:: Диаметр волокна около 50 нм, запутанный друг с другом, образуя сетчатую структуру, взаимодействие с водой значительно усиливается. Когда концентрация влаги в CNFs превышает 1,2 Вт%, образуется стабильная стереосетчатая структура, которая обеспечивает хорошую основу для стабилизации эмульсии.

В применении эмульсии Pickering не менее превосходные исследования показывают, что концентрация CNFs оказывает значительное влияние на свойства эмульсии Pickering типа O / W: по мере увеличения концентрации с 0,4 Вт до 2,0 Вт%, средний диаметр частиц d на поверхности капли эмульсии снижается с 4,36 мкм до 2,27 мкм, средний размер частиц d [4,3] уменьшается с 5,17 мкм до 4,07 мкм, а капли масла более мелкие и однородные; Видимая вязкость эмульсии увеличивается с повышением концентрации и демонстрирует разрежение сдвига, что способствует применению обработки.

Тесты на стабильность еще больше подчеркивают его преимущества: 2,0 Вт% CNFs стабильная эмульсия не имеет стратификации в течение 40 - дневного периода хранения, движение и агрегация капель масла ограничены структурой пространственной сети, а индекс восхождения жира (CI%) приближается к 0. Это связано с необратимой адсорбцией CNFs на границе между нефтью и водой и построением трехмерной сети в непрерывной фазе, образуя двойной стабилизационный механизм.

Разработанная с помощью этой технологии эмульсия Pickering на основе CNFs обладает огромным потенциалом в таких областях, как продукты питания, медицина и косметика. Его природные разлагаемые свойства удовлетворяют потребности зеленой химической промышленности, отличная стабильность подходит для защиты и передачи биологически активных ингредиентов. В будущем, с дальнейшей оптимизацией технологии гомогенизации микроструй, ожидается, что промышленное производство и применение CNFs ускорятся и придадут новый импульс устойчивому развитию химических материалов.

Примечания к документации:
Все данные, изображения и выводы в этой статье основаны на « Микроструйной гомогенизации для подготовки волокна нановолокна из целлюлозы и его стабильных свойств эмульсии Pickering» (2025, уведомление о полимерах), конкретные абзацы отмечены следующим образом:
• Технологические параметры микроструи:
Концентрация образования сети CNFs:
• Данные о диаметре гранул эмульсии:
Результаты 40 дней стабильности:
• Механизмы сетевой стабилизации: