第4-5章-化妝品化妝品的流變特性及生產(chǎn)設備

主要內(nèi)容第四章化妝品的流變特性

剪切應變和流體類型、觸變性、粘彈性、流變特性在化妝品中的應用、流變性質(zhì)的測定第五章化妝品的生產(chǎn)設備

液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備、粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設備、其它設備第一篇化妝品的基礎理論1精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

化妝品的流變特性是化妝品的重要特性之一，它主要涉及化妝品的黏（粘）性、彈性、硬度、潤滑性、可塑性、分散性等物理性質(zhì)

2精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

3精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

4精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

流變學(rheology)是指研究物質(zhì)（固體）變形和（氣、液體）流動的科學，1929年由賓漢（Bengham）和克勞福德（Crawford）提出。物體的二重性：物體在外力作用下可觀察到變形和流動現(xiàn)象。流變性：物體在外力作用下表現(xiàn)出來的變形性和流動性。流動是液體和氣體的主要性質(zhì)之一，流動的難易程度與流體本身的黏性有關，因此，流動是一種非可逆性變形過程。5精選版課件ppt第一節(jié)剪切應變和剪切速率Shearstress剪切應力單位面積所受的拖拉作用力/剪切力6精選版課件ppt剪切應力（Shearstress)使各液層間產(chǎn)生相對運動的外力叫剪切力，在單位液層面積（A）上所需施加的這種力稱為剪切應力，簡稱剪切力。也稱切變應力以S表示7精選版課件ppt剪切應變（ShearStrain）ShearStrain剪切應變單位長度的拉長I0△I=gconstantmm=][外力F的作用下，物體長度的相對變化叫剪切應變I0△I8精選版課件ppt楊氏模量G楊氏模量用來表示材料對形變的阻力gτ=G楊氏模量G：物體所受的剪切應力τ與剪切應變g的比值9精選版課件ppt剪切速率(rateofshear)速度梯度（dv/dy）叫做剪切速率(rateofshear),單位為S-1dv/dy也稱切變速率，以D表示。設想在層流中10精選版課件ppt剪切速率在流速不太快時，可將流動著的液體視為互相平行移動的液層叫層流（如下圖），由于各液層的速度不同，便產(chǎn)生速度梯度dv/dy，這是流動的基本特征。voy速度梯度的產(chǎn)生是由于流動阻力的存在，流動較慢的液層阻滯流動較快液層的運動。剪切速率也稱為“剪切梯度”、“速度梯度”、“應變率”、“變形率”等11精選版課件ppt第二節(jié)流體類型流變學研究中，流體可分為完全流體（理想流體）和黏性流體（實際流體）?；瘖y品工藝學研究中，根據(jù)流變特性可將流體分為牛頓流體和非牛頓流體。非牛頓流體又分為塑性流體、假塑性流體、脹流流體、賓漢流體等12精選版課件ppt牛頓公式：純液體和多數(shù)低分子溶液在層流條件下的剪切應力（τ）與剪切速率（

）成正比。遵循牛頓公式的流體稱為牛頓流體。η—黏度（系數(shù)），是表示流體黏性的物理常數(shù)。單位為Pa·s。第二節(jié)流體類型一．牛頓流體黏度：在液體流動過程中，由內(nèi)摩擦力而產(chǎn)生的流動阻力稱為黏度，是重要參數(shù)。τ=η13精選版課件ppt=τ

/η1/η由圖4-3曲線1可知，牛頓型流變曲線是直線，其剪切速率與剪切應力呈線性正比。14精選版課件ppt一、牛頓流體牛頓流體的特點：1、一般為低分子的純液體或稀溶液；2、在一定溫度下，牛頓液體的黏度

為常數(shù)，它只是溫度的函數(shù)，隨溫度升高而減小。3、黏度

不受剪切應力或剪切速率影響。因此，溶液狀態(tài)的化妝品，比如發(fā)油、防曬油、化妝水、香水等可以當作牛頓流體來處理。15精選版課件ppt二．非牛頓流體實際上一些乳化體、混懸劑、軟膏、懸浮體等化妝品既有黏性又有彈性，被稱為黏彈性物體，不符合牛頓定律，這些流體稱為非牛頓流體，這種的流動現(xiàn)象稱為非牛頓流動。16精選版課件ppt凡不遵守牛頓公式的流體，統(tǒng)稱為非牛頓型流體。非牛頓型流體又可分為塑性流體、假塑性流體、脹（或漲塑）性流體等。

二．非牛頓流體17精選版課件ppt二．非牛頓流體（一）塑性流體塑性流體也叫賓漢流體，其流變曲線不經(jīng)過原點，當τ值小于層流剪切力τM時呈曲線；而當τ值大于層流剪切力τM（或上限屈服值）后，流動形式和牛頓流體完全相同，呈直線；當τ值大于τL（靜切力或下限屈服值）時流體開始滑動，當剪切應力超過臨界值τy（開始流體系開始流動，剪切速率和τ之間跟牛頓流體一樣呈直線關系。動時的臨界剪切力，也叫屈服值）時，18精選版課件ppt化妝品中，比如，牙膏、唇膏、發(fā)蠟、無水油膏霜、濕粉、粉底霜及一些濃度較高的乳狀液等表現(xiàn)出塑性非牛頓流體的性質(zhì)，屬于剪切變稀非塑性流體。二．非牛頓流體剪切變稠：如果流體的黏度隨剪切速率的增加而增大，這種現(xiàn)象叫剪切變稠，簡稱切稠；剪切變稀：如果流體的黏度隨剪切速率的增加而減小，這種現(xiàn)象叫剪切變稀，簡稱切??；19精選版課件ppt二．非牛頓流體（脹性流體）（塑性流體、假塑性流體）20精選版課件ppt假塑性流體也叫準塑性流體，它的的表觀粘度隨剪切速率的增大而減小，即流動越快越顯得稀，最終達到恒定的最低值，屬于剪切變稀非塑性流體。例：大多數(shù)大分子溶液、乳狀液、潤膚霜等。

（二）假塑性流體特點：流變曲線從原點開始，沒有屈服值，剪切應力很小就可以開始流動。21精選版課件ppt脹（或漲塑）性流體一些固體粉末的高濃度漿狀體被攪動時，其體積和剛性均有增加，稱為脹性流體。例：

40%-50%淀粉糊多數(shù)粉末等（三）脹性流體特點：流變曲線從原點開始，沒有屈服值。它的的表觀粘度隨剪切速率的增大而增加，屬于剪切變稠流體。22精選版課件ppt1.觸變性定義在一定溫度下，非牛頓流體在外力（如攪拌等）作用下粘度隨時間降低，變成易流動的，而在外力取消后又恢復到原來粘度的特性

?！?.2觸變性

§4化妝品的流變特性

23精選版課件ppt

(a)

(b)

恒定剪切速率下剪切應力隨時間的變化

剪切應力

時

間

給予一定剪切速率

§4.2觸變性

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體系的觸變性與質(zhì)點的性狀有關，針狀或片狀的質(zhì)點比球形質(zhì)點易于表現(xiàn)出觸變性。由于它們的邊或末端間的相互吸引而搭成架子，流動時的結構被拆散，且剪切應力使質(zhì)點定向，被拆散的質(zhì)點要靠布朗運動使顆粒末端或邊相互碰撞才能重建結構，這個過程需要時間，因而表現(xiàn)出觸變性。2.影響觸變性的因素§4.2觸變性

25精選版課件ppt

觸變性實際情況相當復雜，影響觸變性的因素是多方面的，如質(zhì)點的大小（較小質(zhì)點有較小觸變性），電解質(zhì)的存在，質(zhì)點間的距離、體系的彈性、塑變值、介電常數(shù)、偶極距、介質(zhì)的pH值和容器形狀等。

§4.2觸變性

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剪切速率保持一定的變化，首先增加速率，使體系結構破壞，然后再逐漸減小，使體系結構恢復，在未給予結構平衡時間和各剪切速率下測定其剪切應力或粘度，可得到滯后環(huán)。通過計算環(huán)的面積，可以知道體系觸變性的程度。環(huán)的面積越大，觸變性越大。

3.觸變性的大小§4.2觸變性

27精選版課件ppt

剪力（Pa）

剪速（rpm）

觸變性滯后環(huán)

§4.2觸變性

28精選版課件ppt§4.3黏彈性1.黏彈性流體

黏彈性流體是指流體具有液體的黏性和固體的彈性，并且能在形變后呈現(xiàn)彈力恢復。一些凝膠化妝品、膏體、乳液，特別是一些含有聚合物的體系都表現(xiàn)出黏彈性。§4化妝品的流變特性

29精選版課件ppt2.黏彈性流體特性（1）記憶效應（2）膨脹效應（3）爬桿效應（4）湍流抑制效應高分子稀溶液的湍流摩擦阻力比純?nèi)軇┬　！?.3黏彈性

30精選版課件ppt3.線性粘彈性流體的力學模型3.1基本模型虎克彈簧牛頓彈簧§4.3黏彈性

31精選版課件ppt3.2應用模型

Kelvin模型Maxwell模型§4.3黏彈性

32精選版課件ppt1.感觀評價與流變學性質(zhì)的關系化妝品的感觀質(zhì)量是決定其受消費者喜愛程度的重要因素。如何確定一些可測定的物理量和一般消費者反應之間的相關性是化妝品質(zhì)量評價的重要問題。其中較重要的是感觀評價與流變學性質(zhì)的關系。§4.4流變特性在化妝品中的應用§4化妝品的流變特性

33精選版課件ppt1.1感觀評價取樣涂抹用后感覺§4.4流變特性在化妝品中的應用1.2流變學性質(zhì)粘度屈服值流變曲線類型彈性觸變性等34精選版課件ppt1.3感觀評價與流變學性質(zhì)的關系的測定方法是在與使用過程相近的剪切速率條件下，測定有關流變學性質(zhì)，通過感官分析和測定得出的流變學參數(shù)的比較，確定感官判斷鑒別閾值和分級，最后確定其相關性。

§4.4流變特性在化妝品中的應用35精選版課件ppt2.取樣2.1取樣

將產(chǎn)品從容器內(nèi)取出，包括從瓶中倒出或擠出、用手指將產(chǎn)品從容器中挑出等。這一階段需要評價的感官特性是稠度。2.2稠度稠度分為低稠度、中等稠度、高稠度。是產(chǎn)品感官結構的描述，產(chǎn)品抵抗永久性形變的性質(zhì)和產(chǎn)品從容器中取出難易程度的量變?！?.4流變特性在化妝品中的應用36精選版課件ppt3.涂抹3.1涂抹根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)一功能，用手指尖把產(chǎn)品分散在皮膚上，以每秒兩圈的速度輕輕地作圓周運動，再摩擦皮膚一段時間，然后評價其效果，主要包括分散性和吸收性?！?.4流變特性在化妝品中的應用37精選版課件ppt3.2可分散性根據(jù)涂抹時感知的阻力來評估產(chǎn)品的可分散性。十分容易分散的為“潤滑”，較易分散的為“滑”，難于分散的為“摩擦”?！?.4流變特性在化妝品中的應用38精選版課件ppt3.3吸收性產(chǎn)品被皮膚吸收的速度，可根據(jù)皮膚感覺變化、產(chǎn)品在皮膚上的殘留量（觸感到的和可見的）和皮膚表面的變化進行評價?？煞譃榭?、中、慢三級。吸收性主要與油分的結構（分子量大小、支鏈等）和組分（油水相比例，滲透劑的存在等）有關。

§4.4流變特性在化妝品中的應用39精選版課件ppt4.用后感官評價

指產(chǎn)品涂抹于皮膚上后，利用指尖評估皮膚表面的觸感變化和皮膚外表觀察。包括皮膚上產(chǎn)品殘留物的類型和密集度、皮膚感覺的描述等?！?.4流變特性在化妝品中的應用40精選版課件ppt4.1皮膚上產(chǎn)品殘留物4.1.1殘留物的類型膜（油性或油膩）覆蓋層（蠟狀或干的）片狀或粉末粒子。4.1.2殘留物的量小中等多§4.4流變特性在化妝品中的應用41精選版課件ppt4.2皮膚感覺干（崩緊）潤濕（柔軟）油性（油膩）

這些主要與產(chǎn)品油分性質(zhì)和組成、含粉末顆粒度等有關。

§4.4流變特性在化妝品中的應用42精選版課件ppt§4.5流變性質(zhì)的測定1.粘度法1.1毛細管粘度計適用于測量液體化妝品的黏度。

注意控溫和保溫及液體流出時間。§4化妝品的流變特性

43精選版課件ppt1.2Brookfield粘度計適用于實測量非牛頓流動黏性液體的黏度?！?.5流變性質(zhì)的測定44精選版課件ppt1.3同軸轉(zhuǎn)筒型粘度計適用于研究。§4.5流變性質(zhì)的測定45精選版課件ppt1.4圓錐子板型粘度計

適用液、膏等?！?.5流變性質(zhì)的測定46精選版課件ppt2.線性粘彈性行為的測定2.1振動式流變儀2.2正交流變儀§4.5流變性質(zhì)的測定47精選版課件ppt第五章化妝品的生產(chǎn)設備

48精選版課件ppt§5.1液體和乳液制品

主要生產(chǎn)設備常見的乳化設備有:攪拌釜膠體磨均質(zhì)器真空攪拌乳化機超聲波乳化設備等§5化妝品的生產(chǎn)設備

49精選版課件ppt1.攪拌釜

又稱乳化攪拌鍋。是一類以攪拌粘度低的流體為主、適用于液-液混合及固-液懸浮液的混合機械裝置，即在攪拌鍋內(nèi)用機械攪拌的方法，強制液體運動來實現(xiàn)均勻混合。在化妝品生產(chǎn)中如生產(chǎn)洗發(fā)香波、護發(fā)素、化妝水、香水等大都采用這種裝置?！?.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備50精選版課件ppt2.膠體磨膠體磨是一種剪切力很大的混合乳化設備。它主要是通過轉(zhuǎn)子和定子之間由于高速運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的剪切力而起到研磨、剪切、分散作用。

§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備51精選版課件ppt3.均質(zhì)器均質(zhì)器的操作原理是將要乳化的混合物在很高的壓力下自一小孔擠出，是一種具有較強的剪切、壓縮、沖擊等作用的高效攪拌設備。

§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備52精選版課件ppt真空均質(zhì)乳化機

真空均質(zhì)乳化機是在密封的抽真空的容器內(nèi)，中間有均質(zhì)器，轉(zhuǎn)速為500-10000r/min，可無級調(diào)速，另外還有帶刮板的框式攪拌槳，轉(zhuǎn)速為10-100r/min，為緩慢攪拌，以及槳式攪拌器，為快速攪拌，轉(zhuǎn)速為150r/min?！?.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備53精選版課件ppt真空均質(zhì)乳化器具有三大優(yōu)點：（1）減少乳劑的空氣泡含量至最低程度，增加乳化的表面光潔度；（2）能減少和避免與空氣接觸，使其免受細菌污染；（3）由于在真空狀態(tài)下進行攪拌，因此減少了氧化過程。§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設備54精選版課件ppt§5.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設備1.混合機混合機主要用于粉狀化妝品原料的混合。能承擔粉體原料的預備混合、整個粉體的調(diào)料混合，如調(diào)色或調(diào)香混合等?！?化妝品的生產(chǎn)設備

55精選版課件ppt2.三輥研磨機

在化妝品制造生產(chǎn)過程中是一種應用比較廣泛的設備。如冷霜、粉霜、唇膏等產(chǎn)品制造生產(chǎn)可采用三輥研磨機?！?.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設備56精選版課件ppt§5.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設備57精選版課件ppt

研磨機在鑄鐵的機架上裝有三只不同的轉(zhuǎn)速的，用花崗石或不銹鋼制成的軋輥。軋輥轉(zhuǎn)動時，物料從第一與第二只軋輥間加入進行壓軋、研磨，后帶至第二與第三輥之間進一步壓軋，物料轉(zhuǎn)至第三軋輥邊緣處，被裝置的刮刀刮下流至料筒內(nèi)?！?.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設備58精選版課件ppt3.粉碎機粉碎機是制作粉狀化妝品的主要設備。它