表面活性可控pH-响应淀粉基纳米胶束及其乳化行为的研究

以具有资源、结构和性能优势的淀粉为原料，设计和合成了一系列新型含羧基疏水基团和含氨基的疏水化淀粉衍生物，包括CMTPS、BPEAPS、DAAPS、CMBPS、SACHC等，并用NMR、IR等进行了结构表征。用动态光散射、表面张力仪、荧光光谱仪、紫外光谱仪、zeta电位仪、酸碱滴定仪等，研究了其结构与pH-响应性能、响应速度、自组装性能、纳米胶束大小、表面电荷、表面活性等的关系。研究结果表明，所设计合成的上述淀粉衍生物不仅具有出色的pH-响应性能，还具有pH-/温度双敏感性能，而且，其表面张力、表面电荷、粒径具有pH或pH-/温度可控性能。结构与性能关系研究结果表明，淀粉衍生物分子的亲水/亲油平衡对pH-响应性能或pH-/温度双敏感性能以及表面张力等起着至关重要的作用，如DAAPS的两个烷基为乙基时，无pH-响应、表面张力pH可控等性能，但两个烷基为丙基或更长时，显示良好的pH-响应、表面张力pH可控等性能。研究结果为设计合成表面活性可控pH-响应淀粉衍生物打下良好理论基础。新型pH-响应淀粉衍生物的乳化行为研究结果表明，DAAPS作为乳化剂使用时，制得的乳液具有良好的pH和温度响应性能：DAAPS在碱性条件下可形成稳定的乳液，但将乳液pH调到酸性即可破乳，也可通过温度破液，无须加入破乳剂破乳。其他淀粉衍生物的乳化行为尚在研究当中。研究结果为我国乳液应用领域节约资源、节能减排、减少环境污染提供即经济、又方便的新思路、新方法；为我国利用丰富的淀粉资源发展功能性绿色化学品开辟一条新途径。