自乳化
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离子稳定型自乳化离子稳定型自乳化是一种新型的乳化技术,其主要应用于化妆品、食品、医药等领域。
离子稳定型自乳化技术是在传统的乳化技术基础上发展起来的,其最大的特点是在制备过程中不需要任何外界能量,如机械或热能,只需要一定的时间和适当的条件,即可实现高效的乳化过程。
离子稳定型自乳化的原理是通过离子交换作用,使吸附在油水界面上的表面活性剂离子自组装成为一定的结构,形成一层稳定的薄膜,从而实现油水混合物的稳定分散。
离子稳定型自乳化技术的乳化剂一般是一种具有双亲性的分子,其分子结构中同时包含亲水基和疏水基,通过分子间的相互作用,在油水界面上形成一层稳定的分子膜,从而实现油水混合物的稳定分散。
离子稳定型自乳化技术具有以下优点:1. 能够有效地控制油水分散体系的稳定性,从而实现高效的乳化效果。
2. 生产过程简单,不需要任何外界能量,如机械或热能,从而降低生产成本。
3. 乳化剂的使用量较少,从而减少对环境的污染。
4. 乳液具有较高的透明度和稳定性,从而提高了产品的质量和附加值。
离子稳定型自乳化技术的应用领域非常广泛,主要包括化妆品、食品、医药、油漆、涂料等领域。
其中,在化妆品领域,离子稳定型自乳化技术应用最为广泛。
以化妆品为例,离子稳定型自乳化技术能够实现高效的乳化效果,从而使得乳液具有较高的透明度和稳定性,同时能够提高产品的质量和附加值。
此外,在食品和医药领域,离子稳定型自乳化技术也具有广泛的应用前景。
离子稳定型自乳化技术是一种新型的乳化技术,其在化妆品、食品、医药等领域具有广泛的应用前景。
离子稳定型自乳化技术具有生产过程简单、高效的乳化效果、减少对环境的污染等优点,因此其在未来的发展中将会得到越来越广泛的应用和发展。
自乳化环氧树脂乳化剂对耐盐雾试验研究水、氧和离子是盐雾腐蚀的三要素,其中氧气和粒子均溶解在水中。
金属防腐涂料作为薄薄的一层高聚物涂膜,通过对水、氧和离子的阻止和隔断,从而起到防止底材金属腐蚀的效果。
而树脂固化体系对耐盐雾性起着关键性的作用。
一、体系的固化交联度固化度越高,交联点就越多,所形成的高分子涂膜越致密,水、氧和离子透过防护涂层的可能性就越小;固化度越高,涂膜的刚性越好,被水浸润的抵抗涂膜变形的能力就越强,起泡的可能性就越小;合适的交联度,使体系粘附能力提高,反应形成的羟基跟底材形成氢键合结构,有利于阻止水、氧和离子的侵入界面。
低温固化的水性环氧固化剂,降低了反应的活化能,有利于常温下提高固化交联度,提高耐盐雾性。
其中曼尼希改性胺,具有低温固化的特点,引入芳香环结构有利于提高涂膜的刚性、憎水性和耐盐雾性;尤其是腰果酚改性胺类,因具有C15长链,又可提升涂膜的附着力,增强憎水性。
如我司MH-6600,既能低温固化,又具有较好的附着力和耐盐雾性。
二、环氧乳液的影响1、乳化剂类型的环氧乳液含较多的单官能团或增塑型乳化剂,降低了体系的交联密度和机械性能、耐热性和附着力,形成的涂膜相对缺陷较多。
而自乳化环氧为双官能团的环氧树脂结构,增韧了固化体系,对固化物强度影响较小。
2、环氧乳液的乳胶粒子的大小。
乳胶粒子以分子抱团的颗粒形式存在,在水中形成“水包油”的状态,外层亲水基接触水性固化剂反应后分子量增大,具有疏水性,阻挡了内层环氧跟水性固化剂的进一步反应,固化物的交联密度下降,水、氧和离子透过的可能性大增,所以相对乳胶粒子小,接近纳米级的自乳化环氧具有更高的交联度和涂膜机械性能。
3、固化体系的柔韧性。
柔韧性(而不是增塑型)的环氧固化物具有更强的剥离强度和附着力,可舒缓因水分和溶剂挥发收缩产生的应力,可有效阻止水、氧和离子从界面通过,从而提高耐盐雾性。
但以牺牲刚性得到的涂膜柔韧性,往往变形能力强,盐雾试验中起泡的可能性大增。
自乳化药物传递系统(自乳化DDS)是一种用于药物传递的新型技术,它可以提高药物的溶解度和生物利用度,增强药物的稳定性和生物活性,减少药物的副作用和毒性。
自乳化DDS是目前药物传递领域的研究热点之一,具有广阔的应用前景和市场潜力。
一、自乳化DDS的定义自乳化药物传递系统指的是一种能够在体内自行形成均匀和稳定的纳米乳状乳液的药物传递系统。
它通常包含油相、乳化剂和水相三种组分,通过在体内形成超微乳液来实现药物的释放和传递。
自乳化DDS不仅可以增加水溶不良药物的溶解度,提高生物利用度,而且还可以降低药物的刺激性和毒性,减少药物的剂量和频次。
二、自乳化DDS的特点1. 高效传递:自乳化DDS可以有效提高药物的溶解度,促进药物的吸收和分布,从而提高药物的生物利用度和疗效。
2. 稳定性:自乳化DDS可以形成均匀和稳定的纳米乳液,保护药物免受光、氧、热、湿等外界环境的影响,延长药物的有效期限。
3. 降低剂量:自乳化DDS可以提高药物的靶向性和选择性,减少药物在体内的分布和代谢,降低药物的剂量和频次,减少不良反应和毒性。
4. 多途径传递:自乳化DDS可以通过口服、皮肤贴膜、静脉注射等多种途径进行药物传递,满足不同疾病和个体的需求。
三、自乳化DDS的应用领域自乳化DDS已广泛应用于抗癌、抗炎、抗感染、抗肿瘤、抗病毒、抗病原体、抗过敏、抗肿瘤、抗缺氧等多个疾病的治疗领域。
利用自乳化DDS可以提高抗肿瘤药物的溶解度和稳定性,增强疗效和减轻副作用。
自乳化DDS还可以用于RNA干扰、DNA逆转录酶抑制剂、蛋白质、基因和细胞的传递,为基因治疗和细胞治疗提供有效手段。
四、自乳化DDS的发展趋势随着纳米技术、生物技术和信息技术的快速发展,自乳化DDS将会迎来更广阔的应用前景和市场潜力。
未来,自乳化DDS将会实现个性化、精准化和定制化的药物治疗,为个体化医学和精准医学提供有力支持。
自乳化DDS还将与纳米医学、生物成像、生物传感、生物信息等多学科交叉融合,形成新的交叉学科和新的技术体系。
自乳化酯简介自乳化酯,主要是由特殊链的酸,和多官能团的醇反应,酯化而成一种具有优越润滑性的物质——我们称之为自乳化酯,它是一个多功能的产品,尤其适合于金属加工液中使用,是当前解决金属加工液润滑性的最佳产品之一,可替代部份硫,磷极压剂,同时,可完全替代氯系产品,减少氯系润滑剂的危害。
自乳化酯在欧洲使用较为广泛,多为嘉实多,巴索,米拉克龙等金属加工液厂家的新型号产品中使用。
一、功能描述:Meisun D604自乳化酯在单一分子中,同时具有酯和羧酸,聚醚结构,具有极好的水分散性,极压润滑性和抗硬水稳定性。
特殊的支链结构使其具有生物稳定性。
通过调节分子结构,能获得不同HLB值的产品,方便配方工程师灵活选择,满足不同工况的需求。
二、主要特性:1.非常好的水中分散性,与水混合,快整形成稳定的白色乳液,与切削液其它组份可形成稳定的平衡体系,若要形成全合成体系,只需添加足够的醇胺即可,非常易于操作;2,在分子结构中,同时即拥有酯基又有羧基,这样的结构可有效降低界面间磨损,延长刀具的使用寿命,有效增加了切削液的极压润滑性能;3,自乳化酯可长效地维护乳液稳定,减少刀具的磨损及切削液挥发损失,保障体系长效运行;4.和醚羧酸类似的抗硬水性能。
即使在高达3000ppm硬水环境下长期使用,也可以达到足够的稳定效果。
5.具有很好生物稳定性。
分子中的异构结构,使其本身具有抑菌作用,从而减少了杀菌剂用量。
三、主要用途及方法:1.主要运用于各类金属的水性加工,对铝,镁等有色金属更有效。
2.配合MS-28,MS-OT类低泡表面活性剂使用,可以获得低泡的,抗硬水的高效润滑切削液。
市场主要同类产品有禾大3955,MS604美桑.路博润GY-25等,已广泛被市场所认可!。
⼝服给药是中药最常⽤的给药途径,然⽽由于⽔溶性差,许多传统的⼝服中药的⽣物利⽤度较低。
为了提⾼该类药物的溶出度,制药业进⾏了各种尝试,如将药物制备成环糊精包合物或采⽤成盐、微粉化等⽅法,但些⽅法易受⼯业化⽣产及稳定性等诸多因素的限制。
近年来,可提⾼难溶性药物⼝服⽣物利⽤度的胶束增溶和脂质载体系统受到⼴泛关注,如油溶液、表⾯活性剂分散体系、⾃乳化系统、脂质体等。
尤其是⾃乳化释药系统(SEDDS),国外已有环孢素A等⼏产品上市。
相信随着研究⼯作的不断深⼊,不久的将来会有中药SEDDS产品上市。
■SEDDS研究最新进展 ⾃乳化系统的处⽅组成:SEDDS中的药物为难溶性或脂溶性药物,要求药物在油溶液或油/表⾯活性剂(SA)复合系统中性质稳定。
药物对⾃乳化系统的影响程度因药物的性质⽽异,可能会改变油/SA的⽐例,所以必须进⾏处⽅前溶解度和相图试验。
如果药物能和⽔分⼦竞争SA⼄氧基链的氢键结合作⽤,则该药物包合在SEDDS中就会影响其⾃乳化效果。
如果药物疏⽔性很强,不太可能和SA发⽣作⽤,则即使在较⾼浓度下对SEDDS的影响也很⼩或⼏乎没有。
另外,油是SEDDS处⽅中最重要的辅料之⼀,油相在SEDDS中的质量分数⼀般为35%~70%,要求其安全、稳定,能以较少的⽤量溶解处⽅量的药物,即使在低温贮藏条件下也不会有药物析SA的两亲性,易于乳化。
SEDDS⼀般采⽤⾼亲⽔亲油平衡值(HLB)的⾮离⼦SA,最常采⽤的SA有聚⼭梨酯80、聚氧⼄烯油酸酯、不同种类的液体或固体⼄氧基聚氧⼄烯⽢油酯,还有液态卵磷脂、聚氧⼄烯蓖⿇油等。
SEDDS中的助表⾯活性剂(CoSA)可以辅助溶解药物,降低表⾯张⼒,增加界⾯膜流动性,调节HLB值并起到助乳化作⽤。
CoSA分⼦可嵌⼊SA分⼦中,从⽽共同形成微乳的界⾯膜,由此形成的微乳乳滴直径可⼩于100纳⽶。
可作为⼝服SEDDS助表⾯活性剂的物质有⼄醇、丙⼆醇、异丙醇、⽢油、聚⼄⼆醇、⼄⼆醇单⼄基醚、聚⼄⼆醇-8-⽢油⾟酸/癸酸酯等。
自乳化药物传递系统处方设计的计算机模拟研究摘要:从热力学和动力学角度对自乳化系统进行了计算机模拟研究,计算机模拟是研究自乳化系
统结构和特性的方法,并对它的应用前景作了进一步的展望。
利用Material Studio 4.2中的耗散粒子动力学(DPD)方法对可用于自乳化药物在水中的聚集体形态进行了模拟。
模拟结果表明:比例对表面活性
剂聚集体影响较大。
随着表面活性剂浓度的增加,聚集体由球形向棒状转变;
关键词:耗散粒子动力学(DPD);表面活性剂;比例;形态;模拟
前言
自乳化技术被广泛用于农药和杀虫剂工业已有多年。
自乳化药物传递系统(Self—Emulsifying Drug Delivery System,SEDDS)是由油相、非离子表面活性剂和助表面活性剂组成的固体或液体制剂,其基本特征是可在胃肠道内或环境温度适宜(通常指体温37摄氏度)及温和搅拌的情况下,自发乳化形成的。
而当亲水性表面活性剂(HLB>12)含量较高或同时使用助乳化剂时,在轻微搅动下可制得更精细的乳剂(粒径<100 am),则被称为自微乳化药物传递系统。
目前已有先进的实验方法用于分析自微乳化药物传递系统如静态和动态的光散射,小角X光散射,小角中子散射等散射技术及傅里叶变换红外,紫外,核核磁共振等光谱技术。
除X射线可得到直接结构信息外,其它实验方法不能提供自乳化药物传递系统的微观结构和动态性质。
因此人们用计算机模拟研究自乳化药物传递系统,力求提供微观结构和性质。
研究自乳化过程模拟,可以更深入地了解表面活性剂各种作用的微观机理为其应用提供理论指导。
Material Studio 4.2中的耗散粒子动力学(DPD)模块是Accelrys公司的一个计算机模拟程序。
这种方法可以从分子水平上研究介于微观和宏观之间的一些性质,可以通过DPD方法模拟表面活性剂在溶液中的介观相[5-8]。
DPD模块通过理论模拟,从介观水平上为实验提供参照,有利于新型表面活性剂的研制和开发,从而可节约成本,缩短研发时间。
1.模拟与方法
1.1模拟原理
表面活性剂分子含有两个或两个以上的疏水尾链、亲水头基和一个连接基团,因此DPD模型中定义疏水尾链、亲水头基两种粒子。
粒子与粒子之间彼此采用简单的谐振动弹簧连接,每个粒子代表表面
活性剂分子中相应大小和长度的基团[10,11,13],所用粒子连接在一起形成表面活性剂分子的DPD模型。
在模拟中建立了Flory Huggins参数x与DPD参数αij之间的线性关系[8,14],进而把Flory Huggins参数转化为模拟中的DPD相互作用参数。
当x>0,即αij>25时,粒子之间倾向于相分离;αij<25时,粒子之间倾向于相互吸引(混合);而认为当αij=25时,粒子之间无作用[7]。
选取不同的参数表示表面活性剂的头基、尾基、联接基和水相互作用的不同,则可用此相互作用参数描述表面活性剂和水彼此间相互作用的大小。
运用单一变量的原理设置表面活性剂,水,油相互作用的DPD参数。
计算的参数列于上表中。
X=V ref(δi-δj)2/RT在20×20×20大小的立方格子中进行模拟,粒子的密度为ρ=3.0,因此,模拟体系中包含3000个粒子[8,9](包含水粒子和表面活性剂粒子),10000步的模拟,最终得到模拟平衡状态。
通过不断地向模拟格子中添加表面活性剂分子,以研究浓度变化对表面活性剂聚集形态的影响。
模拟开始时,所有体系均采用随机分布,在各个方向应用周期性边界条件,通过一定步数模拟,最终得到模拟达到平衡的表面活性剂分子的聚集形态。
1.2模拟条件设置
(1)分子模型设置:表面活性剂(Diblock):A 1 B 4 水(Water):W 1 油(Oil):O 1
(2)模拟体系大小:20×20×20rc3
(3)相互作用力(Interactions)设置如下表
表1 本课题粒子的DPD相互作用参数(DPD单位)
A B W O
A B W O 25
90
28
80
90
25
70
29
28
70
25
100
80
29
100
25
(4)时间步长(time step)设定为0.05,每1000个时间单元重新开始构型。
每10000个步长重新在前一个结果下继续计算(Restart),并自动保留结果。
(5)相对含量(Relative amount)
表2 本课题粒子的相对含量
Fraction
1 2 3
Diblock Water Oil 0.01
0.98
0.01
0.05
0.90
0.05
0.10
0.80
0.10
2结果与讨论
2.1表观分析
表面活性剂的浓度(摩尔分数为单位)对聚集体的形态有显著的影响。
下图1,2,3依次为相对含量图表中的第1,2,3组实验数据所得。
由图可见,表面活性剂浓度的增大有利于表面活性剂在水中形成胶束聚集体。
随着表面活性剂浓度的增加,聚集体由球形向棒状转变,趋势与文献报道的一致[10,11]。
图1表面活性剂浓度为1%时的聚集形态
增加表面活性剂浓度,表面活性剂更易发生由不规则形状的胶束向球状胶束的转变。
表面张力,聚集度对聚集体的影响是主要因素。
随着表面活性剂的增多,聚集数增加,表面活性剂所包的油分子聚集体从不规则形状逐步向表面张力更小,聚集度更大的球状聚集体转变。
当表面活性剂浓度即胶团聚集数足够大时,聚集体形状就转变为棒状[10]。
图2表面活性剂浓度为5%时的聚集形态
图3 表面活性剂浓度为10%时的聚集形态
因此,表面活性剂更易形成聚集数大的聚集体,其形态容易发生由不规则形状到球形再到棒状的转变。
2.2内部剖面分析
以上看到的都是外部形貌,为了更清楚直接地了解自乳化微粒的内部结构,我们作了进一步的分析。
如下面图4,是图2表面活性剂浓度为5%时的聚集形态的内部剖面图。
可以很清楚的看到表面活性剂和水、混合体系的内部分子分布情况:
图4表面活性剂浓度为5%时的聚集形态的内部剖面图
图4中内部为表面活性剂的疏水端紧密聚集包围油分子成球状结构,外部为表面活性剂的亲水端均匀分布在球的外侧形成一层膜状结构,两者作用使体系更加稳定。
随着表面活性剂浓度的增加内部亲油端排列更为紧凑,外部亲水端分布更加致密,逐渐形成棒状结构,从而使整个体系更加稳定的。
各组分间的混合比例是控制胶束形貌的关键因素之一。
无论从表观形态还是内部剖视我们都可以发现:通过小幅度改变各组分混合比例,混合体系中的各组分便会形成一系列具有全新形貌和内部结构的聚集体。
4结论
利用DPD模型模拟了不同结构表面活性剂在水中的聚集体形态。
随着表面活性剂浓度的增加,聚集体由球形向棒状转变;
对于表面活性剂、油、水混合体系来说,三种组分间的混合比例是控制胶束形貌的关键因素之一。
仅仅通过混合比例的小幅度改变,混合体系便自组装形成一系列具有全新形貌和内部结构的聚集体。
当然,上述结论还只是定性的。
本文所研究的体系及采取的研究手段,是一种较为前沿的方法,对体系的复杂性还有待于更充分的认识,对不同分子的类型还需要采取更多的研究手段,全面描述分子在水溶液中形成胶束的机理还需要深入的研究。
尽管如此,本文的工作为胶束的应用展示了良好而广阔的前景,为下一步的深入研究打下了良好的基础。
参考文献:
[1]苑世领,蔡政亭,徐桂英.表面活性剂在溶液中聚集形态的动力学模拟[J].化学学报,2002,60(2):241-245.
[2]李一鸣,苑世领,徐桂英.计算机模拟技术在表面活性剂研究中的应用[J].物理化学学报,
2003,19(10):986-992.
[3]Groot R D .Simulationofpolymer surfactantaggregation[J].Langmuir,2000,16:7493.
[4]李振泉,何秀娟,李英.烷基苯磺酸盐在油水界面行为的介观模拟[J].化学学报,2007,65(24): 2803-2808.
[5]Li Xin,Hu Zhi Yong,Zhu Hai Lin,etal.Synthesis and properties of novel alkyl sulfonate Gemini surfactants[J]. Joumal of Surfactants and Detergents,2010,13:353-359
[6]Groot R D,Warren P B J.Dissipative partscrve dynamics:Bridging the gap between atomistic and mesoscopic simulation[J].Chemphys.1997,107(11):4423-4435
[7]李红霞.耗散粒子动力学模拟方法的发展和应用[J].力学进展,2009,39(2):165-175.
[8]杨小震.分子模拟与高分子材料[M].北京:科学出版社,2002.
[9]苑世领,吴锐,蔡政亭.水溶液中嵌段共聚物的耗散颗粒动力学模拟[J].物理化学学报,2004,20(8):811-815.
[10]朱步瑶,吴佩强,丁慧君译.表面活性剂作用的物理化学[M].北京:轻工业出版社,1988.[11]高健,葛蔚,李静海.浓度对表面活性剂胶团形状影响的分子动力学模拟[J].中国科学B辑化学,2005,35(3):252-257.。