異なる凝集構造をもつPSラテックスで調製したPickeringエマルションの

異なる凝集構造をもつ PS ラテックスで調製した Pickering エマルショ
ンの液滴表面の CLSM 観察
(三重大院工) ○夫馬猛志・川口正美
＜緒言＞
固体粒子を乳化剤に用いた Pickering エマルションは数多く研究されている。本研究では、固体粒子
の凝集構造の違いがエマルションの物性にどのように影響するのか明らかにすることを目的として、
PS ラテックスへの NaCl 添加により凝集構造を制御し、それを乳化剤として調製した Pickering エマル
ションをキャラクタリゼーションした。
＜実験＞
PS ラテックスのサスペンションに異なる濃度の NaCl を添加し 1 日振とうすることで、PS ラテック
スの凝集構造を制御し、この凝集した PS ラテックスを乳化剤に用いて、一部のメチル基がアミン基に
置換されているポリジメチルシロキサン(Amine-PDMS)を高速攪拌機により乳化した。目視観察や光学
顕微鏡による液滴観察、共焦点レーザー走査型顕微鏡(CLSM)を用いた液滴表面の PS ラテックスの直
接観察によって、エマルションのキャラクタリゼーションを行った。
＜結果・考察＞
NaCl 濃度が 0.2M までの PS ラテックスのサスペンションは、1 日
放置してもほとんど沈降せず安定であった。これらのサスペンショ
ンに対してゼータ電位測定と粒径測定を行ったところ、凝集が起こ
り始める濃度である臨界凝集濃度(cfc)は 0.2 M であることがわかっ
た。
調製した全てのエマルションは、Amine-PDMS に希釈できたこと
から油中水滴型(W/O)で、NaCl 濃度に関係なく、水をほぼ完全乳化
した。PS ラテックスのみで調製したエマルションは、時間経過と共
に合一し、相分離した。しかし、NaCl を添加した PS ラテックスを
用いて調製したエマルションは、調製 2 日後から合一が進み、液滴
径が大きくなり、3 日後以降での液滴径に変化は見られず、3 ヶ月間
相分離せず安定であった。また、その液滴径は、NaCl 濃度の増加
Fig. 1 CLSM images of water
とともに小さくなった。
droplets for the emulsions
エマルションの CLSM による観察結果を Fig. 1 に示す。0.01~0.1 M
prepared at the different
の NaCl を添加した PS ラテックスで調製したエマルションの液滴表
NaCl concentrations; (a) 0.01
M, (b) 0.1 M, (c) 0.2 M.
面では、0.2 M の場合に比べて、吸着した PS ラテックスは、密な凝
集構造を形成していた。それらの液滴画像を解析したところ、0.1 M
以下のエマルションの表面被覆率は約 0.9 で、ボックスカウント法により求めたフラクタル次元は 1.97
と得られ、NaCl 濃度に依存しないことが分かった。一方、cfc の 0.2 M の NaCl を添加した場合、エマ
ルションの表面被覆率は約 0.8 で、フラクタル次元が 1.91 と得られた。
CLSM observation of droplet surfaces of Pickering emulsions prepared by flocculated PS
latexes
Takeshi FUMA1, and Masami KAWAGUCHI1 (1Graduate School of Engineering Mie University, 1577
Kurimamachiya,Tsu Mie 514-8507, Japan)
1Tel: +81-59-231-9433, Fax: +81-59-231-9433,E-mail::[email protected]
Abstract: Pickering emulsions were prepared by mechanically mixing silicone oil whose methyl
groups were partly substituted with amine groups and PS latex suspensions prepared at the
different NaCl concentrations. The resulting Pickering emulsions were water dispersed in oil
emulsions. The CLSM observation of droplets surfaces showed that the PS latex particles adsorbed
at the droplet surfaces were in the close-packed state at the NaCl concentrations less than 0.1 M,
whereas at the NaCl concentration of 0.2 M, they were adsorbed in the open flocculated structure.

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