影響油包水乳化體系的穩(wěn)定的因素.doc

影響油包水乳化體系的穩(wěn)定的因素較多，通常可以分為以下幾點(diǎn)。1、油包水乳化劑的選擇，2、乳化體系油脂的選擇，3、油包水含固體顆粒粉末的選擇，4、乳化體系黏度的控制，5、油包水生產(chǎn)工藝的選擇等主要方面 乳化劑的選擇 油包水乳化劑一般的HLB 在38的范圍內(nèi)，而目前國(guó)內(nèi)以及國(guó)外市場(chǎng)上常見(jiàn)的又以56為主，在不同的涂抹感觀要求下，HLB可有相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)其種類(lèi)的不同，又可分為二價(jià)金屬堿鹽和脂肪酸鹽，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚體，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。而硅油包水乳化劑常見(jiàn)則以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷聚氧丙烷的共聚體以及其分散體為主。 通常乳化劑分子聚集在油水相界面上，親水基伸入水中，親油基伸入油中，使水油界面的界面張力下降而使乳化系統(tǒng)得以穩(wěn)定。因而乳化劑對(duì)乳狀體系的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵，我們可以通過(guò)考察乳化劑及乳化助劑在界面層的排布和相互作用，來(lái)分析乳化劑的選擇對(duì)體系穩(wěn)定性的影響。界面層的致密性性 由于乳化劑分子在液滴表面上可形成緊密的吸附層，并在界面層成定向楔的界面，故而乳化劑分子的結(jié)構(gòu)以及空間排布對(duì)穩(wěn)定性的影響比較關(guān)鍵。乳化劑分子的空間構(gòu)型主要指分子中極性基團(tuán)截面積的相對(duì)大小，若兩種基團(tuán)的截面積不同，在乳化劑分子象兩頭大小不一的楔子，在油水界面上形成緊密排列的吸附層。截面積小的一頭總指向分散相，截面積大的一頭總指向分散介質(zhì)，形成定向楔的界面。因此選擇油包水乳化劑時(shí)盡可能選擇親油端較大的乳化劑作為主乳化劑，這樣乳化體系相對(duì)較難發(fā)生轉(zhuǎn)相，但同時(shí)要考慮到空間位阻，可適當(dāng)?shù)倪x配不同分子量的油包水乳化劑作為復(fù)合乳化劑，來(lái)填充不同分子量乳化劑之間的空隙。 界面膜的強(qiáng)度 乳化過(guò)程也可看作乳化劑在分散相液滴表面形成一保護(hù)膜的過(guò)程。界面膜的厚度尤其是其強(qiáng)度和韌性對(duì)乳狀體系的穩(wěn)定性起著舉足輕重的作用。通常混合乳化劑形成的復(fù)合膜具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，因而界面膜不易破裂，其形成的乳化體系更趨于穩(wěn)定。在選擇乳化劑組成混合乳化劑時(shí)，要注意各組份的分子之間的相互作用力要強(qiáng)，且能在界面相中緊密排列。如果能選擇分子結(jié)構(gòu)相近且不同分子量的乳化對(duì)作為乳化劑，乳化效能和穩(wěn)定性會(huì)有更大的提升。 助乳化劑的選擇 助乳化劑通?？勺鳛槿榛瘎┑脑鲂?。對(duì)于兩親的乳化劑，以溶解度較大的相為外形，因此，要增加乳化體系的穩(wěn)定性，需要增強(qiáng)油包水乳化劑在油相的溶解度。通常在水相添加0.52%的無(wú)機(jī)鹽，可以很好的降低乳化劑在水相的溶解度。其原因主要是無(wú)機(jī)鹽在水合時(shí)，是通過(guò)離子鍵，其鍵能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油包水乳化劑親水端水合時(shí)形成的氫鍵和共價(jià)鍵，因而在類(lèi)似于“鹽析“效應(yīng)的影響下，乳化劑在油相得到了更大的溶解值。 另外，無(wú)機(jī)鹽可以使乳化顆粒帶電，形成擴(kuò)散雙電層。大部分穩(wěn)定的乳狀體系因電離或者吸附會(huì)產(chǎn)生電荷，這些屬性和膠體有類(lèi)似的性能。由于乳化劑常帶有極性基團(tuán)，故吸附與電離常同時(shí)發(fā)生。一般介電常數(shù)較高的物質(zhì)常帶正電，介電常數(shù)低的物質(zhì)常帶負(fù)電。故在OW型乳狀液中油滴常帶負(fù)電荷；在WO型乳狀液中，水滴常帶正電荷。由于液滴帶電而形成雙電層，它們之間的相互吸引和排斥，提高了分散體的穩(wěn)定性，尤其對(duì)于黏度較低的油包水乳化體系更顯得重要。 另外，作為常見(jiàn)的山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯以及聚氧乙烯脂肪酸酯等油包水乳化劑，可針對(duì)性地在水相添加山梨醇，甘油，聚乙二醇等對(duì)應(yīng)的親水性多元醇。由于相應(yīng)的多元醇在一定的溫度下在水相都有一定的溶積值，在水相添加適量的多元醇也可以增加對(duì)應(yīng)的乳化劑在油相的溶解值，而通常在水相添加無(wú)機(jī)鹽和多元醇，這樣的方式往往是同時(shí)進(jìn)行的。 固體粉末的穩(wěn)定和助乳化作用 許多小粒徑固體粉末，請(qǐng)注意是小粒徑，當(dāng)它們處在內(nèi)外兩相界面上時(shí)，也能起到良好的乳化作用。細(xì)小改性的固體顆粒，由于本身與界面接觸角的原因，會(huì)很好的吸附在分散相界面，并對(duì)內(nèi)相有一定的包裹作用，故而是性能不錯(cuò)的助乳化劑，對(duì)提高體系的穩(wěn)定性幫助很大。如常見(jiàn)的硬脂酸鎂，鋅，鋁等二價(jià)或三價(jià)堿土金屬鹽，氣相二氧化硅等。而一些常見(jiàn)的固體顆粒，需經(jīng)過(guò)特定的表面處理及改性后，才具有助乳化作用。 因此，適當(dāng)?shù)倪x擇乳化劑和助乳化劑，合理的選擇乳化對(duì)隊(duì)友包水體系的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用，是配方成敗的關(guān)鍵。對(duì)于通常的乳化體系，乳化劑的用量一般在34%左右，在含極性油或高粉量的乳化體系時(shí)，乳化劑用量一般在45%左右，在這里需要指出的一點(diǎn)是，乳化體系里，尤其是油包水的乳化體系里，并非是乳化劑用量約高越穩(wěn)定，當(dāng)乳化劑的用量高于一定的范圍，其體系的穩(wěn)定性常常是下降的。其可能的原因一方面是由于乳化界面的空間位阻效應(yīng)，由于乳化劑相互的作用，當(dāng)乳化劑的用量超出一定的范圍時(shí)，其界面層的致密性會(huì)有所下降，另一方面，由于油包水的乳化劑的hlb值一般在37之間，沒(méi)有強(qiáng)烈的親水性，故而在油相形成油性膠團(tuán)的能力較低。但由于油包水的乳化劑親油和親水的兩親性，多余的乳化劑在界面層非?；钴S，其性能較強(qiáng)極性油脂對(duì)界面層的襲擊和穿透影響更多，使得界面層的強(qiáng)度下降和松散性增大，反而可能會(huì)讓體系破乳或者形成反膠團(tuán)進(jìn)而轉(zhuǎn)相。 目前常見(jiàn)的油包水乳化劑大概可分為以下幾類(lèi)： 脂肪酸的二價(jià)或三價(jià)堿土金屬鹽，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚體，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。如硬脂酸鎂，硬脂酸鋅，硬脂酸鋁，失水山梨醇棕櫚酸酯，失水山梨醇硬脂酸酯，失水山梨醇油酸酯，失水山梨醇倍半油酸酯，失水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯硬脂醇醚，聚氧乙烯油醇醚，聚氧乙烯蜂蠟，聚氧乙烯蓖麻油，甲基葡萄糖倍半硬脂酸酯，異硬脂酸單甘油酯等等。還有部分的聚硅氧烷結(jié)構(gòu)的硅油包水乳化劑，在市場(chǎng)上也有很廣的應(yīng)用。主要成分是以烷基聚二甲如二合一香波，它是一種既具有洗凈又具有護(hù)理頭發(fā)作用的香波，即它是把香波和護(hù)發(fā)素2個(gè)產(chǎn)品的作用合到一個(gè)產(chǎn)品中。在設(shè)計(jì)二合一香波時(shí)，要注意原料間的配伍性。因?yàn)榫哂邢磧羧ノ圩饔玫脑现饕顷庪x子表面活性劑，而具有護(hù)理頭發(fā)的調(diào)理劑多是陽(yáng)離子表面活性劑，而當(dāng)陰離子、陽(yáng)離子表面活性劑混合體系濃度一旦超過(guò)臨界膠束濃度時(shí)，由于強(qiáng)烈的正負(fù)離子的靜電相互作用，而產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，形成絡(luò)鹽導(dǎo)致沉淀、分層等，故在設(shè)計(jì)二合一香波時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將洗發(fā)香波和護(hù)發(fā)素主要原料陰陽(yáng)離子表面活性劑混合在一起，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成配伍禁忌。為了克服相分離，可在陰離子或陽(yáng)離子表面活性劑親水基中引入EO基團(tuán)，即增加親水性，EO基團(tuán)的存在降低了表面活性劑的離子密度，從而減弱了它們之間的靜電相互作用，并增大了陰、陽(yáng)離子復(fù)合物的親水性。此外，陽(yáng)離子型高聚物如聚季銨鹽類(lèi)表面活性劑優(yōu)于1831、163l等低分子陽(yáng)離子表面活性劑，因其高分子鏈起著隔離的作用，阻礙陰、陽(yáng)離子間的絡(luò)合作用，故陰離子表面活性劑與聚季銨鹽有良好的配伍性。再如化妝品中常用的防腐劑尼泊金酯，美國(guó)FDA認(rèn)為它是最安全的一類(lèi)防腐劑，即使它的用量達(dá)到23，也仍是安全的。但某些原料與它配伍時(shí)，可降低尼泊金酯的抑菌作用。如與一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如氨基酸類(lèi)、膠原類(lèi)等)配伍即會(huì)降低活性，且遇到非離子表