本發(fā)明涉及膜乳化，特別是涉及一種利用janus垂直通孔膜制備水包油或油包水乳液的方法。
背景技術(shù)：
1、乳化技術(shù)是指通過物理或化學(xué)方法將兩個互不相容的液相（通常是水相和油相）混合在一起，形成一個穩(wěn)定均勻的乳液體系的過程。常見的乳液乳化方法有膜乳化法、噴霧法、攪拌乳化，以及微流控法等。其中，膜乳化技術(shù)由于低能耗、高生產(chǎn)通量、制備條件溫和、易于放大操作等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于化妝品、食品、藥物載體制備等領(lǐng)域中。膜乳化技術(shù)是基于多孔膜作為介質(zhì)，通過膜孔的限制和剪切力，將分散相（通常是油相）液體分散成細小的液滴，并與連續(xù)相（通常是水相）混合，形成穩(wěn)定的乳液。在此過程中，分散相尺寸受到膜表面張力、跨膜壓力以及連續(xù)相曳力等多種力的影響。然而，目前采用的多孔膜孔徑尺寸分布較寬，導(dǎo)致制備的乳液粒徑不均一，無法滿足乳液應(yīng)用于高精度的生產(chǎn)要求。同時，膜孔道的高曲折度，往往導(dǎo)致需要較大的外界壓力才能實現(xiàn)分散相的跨膜啟動。
2、其中，具有簡單孔道結(jié)構(gòu)且均勻孔徑的垂直通孔膜的設(shè)計能有效解決以上問題。所謂垂直通孔是指孔道直通膜上下層的結(jié)構(gòu)。其中，窄分布的孔徑為均一尺寸乳液的制備提供先決條件；直通的孔道僅需要極小的壓力就能實現(xiàn)分散相的快速跨膜。然而，在膜乳化過程中，膜材表面的親疏水性必須與連續(xù)相一致。這意味著親水性膜適合制備水包油型乳液，而疏水性膜適合制備油包水型乳液。若將親水和疏水的膜分別用于制備油包水型和水包油型乳液，會造成分散相在過膜的聚并，從而導(dǎo)致得到的液滴粒徑分布變寬。
3、janus膜是近年來膜研究領(lǐng)域一個新興的概念，是指膜兩側(cè)具有形貌結(jié)構(gòu)或化學(xué)組成不對稱性的膜材料，常見為膜兩側(cè)潤濕性的差異。這種非對稱各向異性賦予janus膜優(yōu)于傳統(tǒng)均相膜的某些優(yōu)異的物理、化學(xué)、生物等性能。其中，具有非對稱潤濕性的janus膜利用親水和疏水的表面，可分別實現(xiàn)水包油和油包水乳液的制備。
4、專利zl202210685902.8《一種用于細胞分離的聚乳酸垂直通孔膜及其制備方法》中公開了一種通過反向復(fù)制模板法制備的垂直通孔膜。但所膜材質(zhì)為單一的親水材料聚乳酸，僅僅能夠用于血液中血細胞的分離，并未涉及janus不對稱潤濕性的結(jié)構(gòu)，因而其本身不具備成為同時應(yīng)用于油包水和水包油乳液制備的條件或者潛力。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種利用janus垂直通孔膜制備水包油或油包水乳液的方法，包括以下步驟：
2、步驟（1）、將干燥后的聚乳酸通過高溫熔融或溶液共混制成聚乳酸流體，然后均勻澆筑于硅模板基底上，常溫冷卻后獲得負載于硅模板上的聚乳酸薄膜；其中，所述硅模板基底上設(shè)有由若干柱狀凸起周期性分布構(gòu)成的陣列，柱狀凸起的高度為100?nm～50μm，相鄰柱狀凸起間存在一定距離，柱狀凸起橫截面的直徑為100?nm～100μm；
3、步驟（2）、將干燥的疏水性材料與分散劑進行溶液共混獲得疏水分散液，通過噴槍噴涂到所述聚乳酸薄膜表面，然后將硅模板置于60～100?℃水浴中，靜置后將聚乳酸薄膜剝離；
4、步驟（3）、將剝離聚乳酸薄膜置于60～100?℃的水浴中，撈出后冷卻至室溫，并用惰性氣體吹干，獲得janus垂直通孔膜；
5、步驟（4）、將水相材料或油相材料與表面活性劑混合，制備得到連續(xù)相；
6、步驟（5）、在持續(xù)攪拌連續(xù)相的條件下，在janus垂直通孔膜上方滴加分散相，并施加正壓使得分散相通過janus垂直通孔膜進入連續(xù)相中，恒溫反應(yīng)后停止攪拌，獲得水包油或油包水乳液。
7、作為優(yōu)選，步驟（1）中所述聚乳酸為左旋聚乳酸或右旋聚乳酸。
8、作為優(yōu)選，步驟（1）中將干燥后的聚乳酸與良溶劑進行溶液共混；所述的聚乳酸的良溶劑為氯仿、二氯甲烷或丙酮；更為優(yōu)選為氯仿，每升氯仿加入聚乳酸2.5?g；
9、作為優(yōu)選，步驟（1）聚乳酸高溫熔融的溫度為170～200?℃。
10、作為優(yōu)選，步驟（1）中所述柱狀凸起的橫截面為圓形。
11、作為優(yōu)選，步驟（1）中常溫冷卻的時間為1～50min。
12、作為優(yōu)選，步驟（2）中所述疏水性材料與所述分散劑的質(zhì)量體積比為2.5～3g：1l，更優(yōu)選為2.5g：1l；所述的疏水性材料可以是炭黑或者疏水納米二氧化硅顆粒；更為優(yōu)選為炭黑。分散劑為二氯甲烷、三氯甲烷等溶液；更為優(yōu)選為二氯甲烷。
13、作為優(yōu)選，步驟（2）中疏水分散液的噴涂量為1～50?ml，更優(yōu)選為2.5?ml。
14、作為優(yōu)選，步驟（2）中靜置的時間為10～100?s。
15、作為優(yōu)選，步驟（3）水浴的時間為1～5?min，所述惰性氣體為氮氣。
16、作為優(yōu)選，步驟（4）中水相材料或油相材料與步驟（5）中分散相和的體積比為50：0.1~5。
17、本發(fā)明的有益效果：
18、本發(fā)明公開janus垂直通孔膜在制備水包油和/或油包水乳液中的應(yīng)用。當(dāng)制備水包油乳液的時候，janus垂直通孔膜親水側(cè)面向連續(xù)相（水相），疏水側(cè)面向分散相側(cè)（油相）；當(dāng)制備油包水乳液的時候，janus垂直通孔膜疏水側(cè)面向連續(xù)相（油相），親水側(cè)面向分散相（水相）。在制備水包油和油包水的乳液中始終保持親連續(xù)相，疏分散相的狀態(tài)，從而抑制分散相在膜表面的擴散，確保乳液的均一性和穩(wěn)定性。
19、本發(fā)明從具有垂直通孔結(jié)構(gòu)的janus聚乳酸薄膜的制備入手，通過反向復(fù)制法和噴涂法制備出一種具有不對稱潤濕性結(jié)構(gòu)的垂直通孔乳化膜，其膜孔道為直通孔結(jié)構(gòu)且孔尺寸分布窄，能夠使得分散相快速通過膜孔的同時制備出粒徑尺寸高度均一的乳液，實現(xiàn)高效快速的乳化，有望在醫(yī)藥、食品等多個行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
20、本發(fā)明的膜材料可根據(jù)不同尺寸的硅模板陣列，制備不同膜孔尺寸的多孔膜，從而能夠制備不同粒徑大小的乳液。
21、本發(fā)明的制備方法janus垂直通孔膜的制備采用噴涂法和硅模板反向復(fù)制法結(jié)合的工藝，制備工藝簡單，可操作性強，重復(fù)性高，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
1.一種利用janus垂直通孔膜制備水包油或油包水乳液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中所述聚乳酸為左旋聚乳酸或右旋聚乳酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中將干燥后的聚乳酸與良溶劑進行溶液共混；所述的聚乳酸的良溶劑為氯仿、二氯甲烷或丙酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）聚乳酸高溫熔融的溫度為170～200?℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中所述柱狀凸起的橫截面為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中所述疏水性材料與所述分散劑的質(zhì)量體積比為2.5～3g：1l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述疏水性材料為炭黑或疏水納米二氧化硅顆粒，所述分散劑為二氯甲烷或三氯甲烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中疏水分散液的噴涂量為1～50ml。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）水浴的時間為1～5?min，所述惰性氣體為氮氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中水相材料或油相材料與步驟（5）中分散相和的體積比為50：0.1~5。