兩親性Janus SiO2穩(wěn)定苯丙乳液的制備及其驅(qū)油性能研究

兩親性JanusSiO2穩(wěn)定苯丙乳液的制備及其驅(qū)油性能研究

摘要：近年來(lái)，Janus顆粒由于其特殊的表面性質(zhì)，在油水分離、催化反應(yīng)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展示出巨大的潛力。本研究以聚苯乙烯(PS)/二氧化硅(SiO2)兩親性JanusSiO2顆粒為研究對(duì)象，探究其在穩(wěn)定苯乙乳液中的應(yīng)用及其驅(qū)油性能。

關(guān)鍵詞：兩親性JanusSiO2顆粒；穩(wěn)定苯乙乳液；驅(qū)油性能；聚合成核；分散性能

1.引言

近年來(lái)，Janus顆粒由于具有兩對(duì)稱的、接觸角較大的不同化學(xué)性質(zhì)的表面而備受關(guān)注。這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)使得Janus顆粒能夠同時(shí)與兩種不同性質(zhì)的物質(zhì)相互作用。在油水分離、染料的分離和回收、表面改性和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

苯乙烯丙烯酸酯(Styrene-butylacrylate,SBA)乳液作為一種常見(jiàn)的驅(qū)油劑，其穩(wěn)定性是一個(gè)重要的問(wèn)題。傳統(tǒng)的驅(qū)油劑穩(wěn)定劑往往面臨著固體顆粒的沉積和膠體顆粒的聚集等問(wèn)題。因此，尋找一種高效、穩(wěn)定的驅(qū)油劑穩(wěn)定劑具有重要的科學(xué)和工程意義。

2.實(shí)驗(yàn)方法

2.1顆粒合成

采用溶劑揮發(fā)法制備PS/SiO2兩親性Janus顆粒，將SiO2顆粒表面修飾聚苯乙烯，通過(guò)沉積聚苯乙烯，然后在高溫下猛烈揮發(fā)。通過(guò)改變PS的覆蓋度和SiO2顆粒的大小，制備了一系列不同特性的PS/SiO2Janus顆粒。

2.2乳液制備

將制備得到的Janus顆粒加入苯乙乳液中，通過(guò)適當(dāng)?shù)臄嚢韬统曁幚?，制備出穩(wěn)定的苯乙乳液。

3.結(jié)果和討論

通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀察到制備得到的PS/SiO2顆粒呈現(xiàn)明顯的兩親性，其中一側(cè)為聚苯乙烯，另一側(cè)為二氧化硅。通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射(DLS)測(cè)試表明，添加Janus顆粒后的乳液粒徑分布均勻，粒徑小且穩(wěn)定性良好。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著PS覆蓋度的增加，Janus顆粒在乳液中的分散性能明顯改善。同時(shí)，隨著SiO2顆粒大小的增加，乳液的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增強(qiáng)。這是因?yàn)镻S層的親水性有助于Janus顆粒參與乳液中的乳化和分散，而SiO2層的疏水性能夠在乳液中增加靜電穩(wěn)定性。

4.驅(qū)油性能評(píng)價(jià)

對(duì)所制備的苯乙乳液進(jìn)行驅(qū)油性能評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，添加Janus顆粒后的乳液具有更好的乳化性能和分散性能，能夠更有效地與油相互作用，加速油相和水相的分離過(guò)程。

5.結(jié)論

本研究成功合成了兩親性JanusSiO2顆粒，并利用其穩(wěn)定了苯乙乳液。通過(guò)調(diào)控PS的覆蓋度和SiO2顆粒的大小，實(shí)現(xiàn)了乳液的微觀結(jié)構(gòu)控制和驅(qū)油性能的提升。這為進(jìn)一步研究Janus顆粒在驅(qū)油劑穩(wěn)定劑領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路。

注：本文所有數(shù)據(jù)和結(jié)論僅為虛構(gòu)，僅用于撰寫(xiě)樣例文章，與真實(shí)情況無(wú)關(guān)綜上所述，本研究成功制備了具有兩親性的JanusSiO2顆粒，并成功應(yīng)用于穩(wěn)定苯乙乳液。通過(guò)調(diào)控PS的覆蓋度和SiO2顆粒的大小，實(shí)現(xiàn)了乳液的微觀結(jié)構(gòu)的控制和驅(qū)油性能的提升。添加Janus顆粒后的乳液表現(xiàn)出良好的乳化性能和分散性能