DOI:10.1016/j.carbpol.2020.117483
采用细菌纤维素(BC)、纤维素纳米纤维(CNF)和纤维素纳米晶(CNC)三种纳米纤维素制备水包油Pickering乳液,以揭示纤维柔性对乳化的影响。在水悬浮液中,最短的CNC是刚性的,而最长的BC是完全柔性的,这导致其稀释-半稀释浓度和流变渗流差异很大。因此,这些纤维素纳米纤维在乳化过程中起着不同的作用。柔性BC几乎没有乳化能力,而半柔性CNF和刚性CNC可以很好地稳定乳液。对于CNF稳定体系,耗尽效应占主导地位,容易形成液滴簇,而对于CNC稳定体系,排斥效应起着更重要的作用。动态流变学进一步揭示了有关液滴长期结构松弛的明显证据。这项工作提出了通过调节纤维柔性来调整Pickering乳液形态和粘弹性的有趣观点。
图1.(a)CNC,(b)CNF和(c)BC的AFM高度图以及这三种纳米纤维的(d)DLS曲线。插图是对应的TEM图像。
图2.用含不同负载量的三种纳米纤维稳定乳液(O/W 20/80)的数字图像。
图3.当存在三种纳米纤维素(绿色棒/纤维:纳米纤维素;灰色相:水;黄色相:橄榄油)时,水包橄榄油体系(O/W 20/80)的最终形态示意图:刚性CNC(>1wt%,良好乳化的液滴形态),半柔性CNF(>0.2wt%,网状液滴形态)和完全柔性BC(>0.1wt%,大型相分离结构)。
图4.由(a,a')CNCs和(b,b')CNFs稳定水包橄榄油乳液(O/W 30/70)的光学图像。(a,b)和(a’,b’)的颗粒浓度分别为0.1wt%和0.3wt%(相对于水相)。
图5.(a)CNCs和(b)CNFs稳定乳液(O/W 30/70)的剪切粘度(0.1s-1)与颗粒浓度(O/W)的关系。在LAOS流动期间(在0.1Hz下),(a')CNCs和(b')CNFs稳定乳液(O/W)30/70)的标准化动态模量与应变的关系。
图6.(a,a')CNCs和(b,b')CNFs在水悬浮液和Pickering乳液(O/W 30/70)中的渗透网络示意图。
图7.(a)CNCs和(b)CNFs稳定乳液(O/W 30/70)的动态储能模量(G',正方形)和损耗模量(G”,球形)(在0.1Hz下的SAOS流动响应处收集)与颗粒浓度的关系。
图8.CNCs稳定乳液(O/W 30/70)的光学图像,其负载量分别为(a)3.0wt%,(b)6.0wt%和(c,c')7.0wt%(相对于水相)。(c')所示的图像是在LAOS流动之后拍摄的。
图9.在不同振荡频率下,6.0wt%CNCs稳定乳液(O/W 30/70)的动态模量与应变的关系。