Na indústria química e de materiais, a tecnologia de estabilização de emulsões tem sido um ponto quente de pesquisa. As emulsões tradicionais geralmente dependem de surfactantes sintéticos ou emulsionantes de origem animal, mas têm problemas de estabilidade a longo prazo e podem ser prejudiciais para a vida e o meio ambiente. Nos últimos anos, as emulsões Pickering que utilizam partículas macromoleculares naturais como estabilizantes receberam muita atenção devido às suas propriedades seguras e ecológicas, enquanto as nanofibras de celulose (CNFs) como estabilizantes naturais de excelente desempenho se tornaram o foco da indústria para sua preparação e aplicação eficientes.

A nova tecnologia de homogeneização de microrreio desenvolvida pela equipe da Universidade de Pequim oferece soluções inovadoras para a preparação eficiente de CNFs. A tecnologia usa uma válvula homogênea de microgroove de corte alcance de jato caseira que converte a celulose de microns em fibras de nanons com apenas 3 tratamentos sob pressão de 110 MPa. Em comparação com os métodos tradicionais de homogeneização de alta pressão (tratamento de 150 MPa 6 vezes) e impacto de jato hidráulico (ciclos de 200 MPa 60 vezes), a nova tecnologia reduz significativamente a entrada de energia e o tempo de tratamento, garantindo ao mesmo tempo as características de alta qualidade dos CNFs.

Os CNFs preparados por meio dessa tecnologia demonstramDiâmetro da fibra: cerca de 50 nm, enrolados uns com os outros para formar uma estrutura de rede, a interação com a água é significativamente melhorada. Quando a concentração de dispersão de água dos CNFs excede 1,2% em peso, uma estrutura de rede estéreo estável é formada, proporcionando uma boa base para a estabilidade da emulsão.

Estudos igualmente excelentes sobre o desempenho dos CNFs nas aplicações de emulsões de Pickering mostram que as concentrações de CNFs afetam significativamente as propriedades de emulsões de Pickering tipo O/W: com o aumento da concentração de 0,4% em peso para 2,0% em peso, o tamanho médio de partícula da área de superfície das gotas de óleo da emulsão diminuiu de 4,36 μm para 2,27 μm e o tamanho médio de partícula volumétrica d [4,3] diminuiu de 5,17 μm para 4,07 μm, deixando as gotas de óleo mais finas e uniformes; A viscosidade aparente da emulsão aumenta com o aumento da concentração e todos mostram comportamento de diluição de corte, favorecendo a aplicação de processamento.

Os testes de estabilidade destacam ainda mais as suas vantagens: a emulsão estável com 2,0% em peso de CNFs não é estratificada durante um período de armazenamento de 40 dias, o movimento e a agregação de gotas de óleo são limitados pela estrutura da rede espacial e o índice de flutuação de gordura (IC%) se aproxima de 0. Isso resulta da construção de redes tridimensionais de adsorção irreversível dos CNFs na interface de óleo e água e na fase contínua, formando um mecanismo de estabilidade dupla.

As loções Pickering à base de CNFs preparadas com esta tecnologia apresentam um enorme potencial em áreas como alimentos, medicamentos e cosméticos. Suas propriedades degradáveis ​​naturais atendem às necessidades químicas verdes e sua excelente estabilidade é adequada para a proteção e transmissão de ingredientes bioativos. No futuro, com a otimização da tecnologia de homogeneização de microrreio, a produção e aplicação industrializadas de CNFs prometem acelerar o avanço e injetar um novo impulso para o desenvolvimento de materiais químicos sustentáveis.

Descrição da documentação:
Todos os dados, imagens e conclusões deste artigo são baseados em Preparação de Microfibras de Celulose para Homogenização de Microrreio e Suas Propriedades Estabilizantes da Emulsão de Pickering (2025, Notificação Molecular), com parágrafos específicos marcados como segue:
· Parâmetros do processo de microrreio:
Concentração de formação de redes de CNFs:
· Dados do tamanho da emulsão:
Resultados de estabilidade de 40 dias:
Mecanismo de estabilidade da rede: