埃洛石矿物材料在面膜和清洁剂中的应用基础研究

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埃洛石纳米管(HNTs)是一种价格低廉且环保的天然纳米材料。其具有特殊的中空管状结构、大的长径比、大的比表面积和丰富的孔结构,这些结构特征赋予了HNTs较强的吸附能力。本文利用HNTs良好的吸附性能,加之HNTs的安全无害性,将HNTs投入需要原料具备良好吸附能力的常见日化产品中进行制备和研究。(1)第一部分,首先对产地为中国云南的天然粘土HNTs原材料进行了一系列的理化性能测试(SEM、TEM、AFM、XRD、FTIR、XRF、BET、比表面积和粒径大小等),以上结果表明云南HNTs有着良好的形貌结构、大的比表面积和丰富的孔结构,且XRF结果表明,本文使用的云南HNTs含有的重金属在国家标准以下。这表明云南HNTs有着好的吸附能力和安全无害性,证明云南HNTs是可应用于日化产品中的一种合适的原料。对云南HNTs与其他粘土对染料和油脂进行了吸附性能对比,结果表明HNTs有着强的吸附性能。HNTs泥稳定性测试(偏光和流变)结果说明,HNTs泥有较好的稳定性和粘性。不同固含量HNTs泥的水失重曲线结果说明了在20-50%浓度范围内的HNTs泥作涂抹于皮肤上后有着较好的干燥性能。HNTs对大鼠后背皮肤的刺激性测试和相应的HE染色结果说明HNTs安全无刺激。测试结果表明了HNTs在日化产品中有着良好的应用前景。(2)第二部分,首先将HNTs应用于不同固含量的泥膏型配方中制备得到HNTs泥膏型清洁面膜,对其进行流变和干燥性能测试,得到泥膏型配方中最适合的HNTs含量为25%。该面膜半成品的冷热循环测试和菌落实验分别说明了HNTs清洁面膜的稳定性和安全性。使用HNTs泥膏型成品面膜在志愿者面部皮肤上进行测试,结果进一步验证HNTs泥膏型清洁面膜的有效可行性。由HNTs在传统泥膏型清洁面膜中的成功示例,对HNTs清洁面膜进行改良创新,在原有的配方基础上,对HNTs清洁面膜进行重新调配,使用无纺布作为基材,制备得到使用更为方便的HNTs片状型清洁面膜。使用热成像仪对敷有片状型清洁膜的肌肤进行测试,使用过程中,HNTs使得毛孔打开,使得皮肤表面温度升高,从而加速血液循环。之后,采用SEM对在人脸使用后的片状型清洁面膜进行了测试,观察到无纺布上的HNTs有皮肤油脂污垢的残留,进一步说明了HNTs作为泥贴膜的有效性。HNTs传统型泥膏型清洁面膜和创新型片状型清洁面膜的成功制备给市场提供了一种有着良好性能的全新原料和崭新的发展方向。(3)第三部分,首先探究了HNTs的清洁机理。结果表明HNTs对O/W Pickering乳液表现出良好的稳定作用,可以以高浓度存在于油水界面中。通过将HNTs与其他粘土对染料的吸附实验,得到HNTs有着更为良好的清洁能力。根据HNTs的清洁实验结果,HNTs对布和餐具上的污渍(染料和日常污渍)的清洁能力比普通的洗衣粉和洗洁精更好。其中,HNTs清洁剂去除纺织品上的墨水、茶和辣椒油的清洁效率高于88%。HNTs作为厨房清洁剂可以有效清除陶瓷、不锈钢、玻璃和塑料板上的辣椒油。植物毒性实验表明HNTs对小麦和油麦菜的发芽和生长没有不良影响,且在低浓度下可以促进植物的生长,但洗衣粉溶液完全抑制了植物的发芽。使用SEM对经去离子水漂洗后织物上进行观察,发现无HNTs残留。HNTs的高效清洁性和安全无害性为其作为一种高效,安全且低成本的原料在洗涤剂领域进行应用提供了较大的可能性。
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