乳化剂

乳化与乳化剂从化妆品整体结构体系入手，化妆品配方结构分为六个模块：乳化体系、增稠体系、抗氧化体系、防腐体系、感官修饰体系和功效体系。这六个模块能组合成任何化妆品配方。不同剂型的化妆品配方由六个模块部分或全部组成。乳化体系是膏霜乳液等化妆品配方设计中的最关键的环节，乳化体系的优劣直接影响到产品的稳定性、外观及肤感，进而影响到产品的品质和价位等。乳化的关键成分乳化剂决定了配方的特性:•稳定性,结构,外观•肤感•应用性能如何确定最适合其配方的乳化体系?乳化剂是化妆品乳液的关键成分!哪些参数最重要?问题一、乳化体基本类型二、乳化体的稳定性三、乳化剂的分类与性质四、体系设计五、乳化体在制备过程的注意事项主要内容：一、乳化体基本类型1.1两种基本类型两种乳化体常用的鉴别方法有以下几种：（1）稀释法；（2）电导法；（3）染色法；（4）滤纸润湿法图1：两种乳化体基本类型的示意图1.2乳化体的一般性质（1）乳化体的外观：一般乳化体的外观常呈乳白不透明状，这种外观与分散相质点的大小密切相关。一般的乳化体的分散相的直径范围为0.1～10μm，其实很少有乳化体的液珠直径小于0.25μm。（2）黏度(viscosity)：是分子间内摩擦的一个量度，粘度系数η，定义为在单位距离的两个平行层之间，维持单位速度差时，每单位面积上所需要的力。（3）乳化体的电性质：主要是电导，其电导主要取决于乳化体连续相的性质，O/W型乳化体的电导比W/O型乳化体大。分散相粒径乳化体外观＞1μm乳白色乳化体0.1～1μm灰色半透明乳化体0.05～0.1μm蓝白色乳化体＜0.05μm透明体2.1表现：乳化体的不稳定性主要表现为：絮凝、聚结、分层、破乳和变型。二：乳化体的稳定性乳状液不稳定因素分析：分层原因：分层与分散相分散介质的粘度及电解质有关，还与制备工艺技术、液珠的沉浮速度有关，分散相与介质相的密度差越小、乳化粒子越细小越不易发生分层，因而可以通过改进制备工艺、通过配方中添加控制液滴沉降速度的成分来抑制分层。变型原因：乳状液的变型(也称相的转换)是指当改变乳化条件和在一些因素的作用下，使乳状液从一种类型(O／W或W／O型)转变成另一种类型(W／O或O／W型)的现象。乳状液变型主要受相体、乳剂的种类和浓度、电解质含量的大小、温度等因素影响。破乳原因：即乳状液被安全破坏。乳状液的破乳过程实际就是分散相的聚结粗化过程，主要影响因素：电解质的影响，在O／W型乳状液中加入电解质，可以增加液滴的聚沉速度，加速破乳。电场的影响、温度的影响等。2.2影响因素：（1）相的添加顺序（2）界面膜的性质（3）分散相液滴的带电情况（4）位阻稳定作用（5）连续相的粘度、两相密度大小、液滴大小和分布（6）相体积比（7）体系的温度（8）固体的稳定作用（9）电解质和其他添加物2.3提高乳化体稳定性的方法1、降低油-水的界面张力2、形成坚韧的界面膜3、液滴带电，产生静电斥力4、分散相具有较高的分散度和较小的体积分数5、分散介质具有较高的粘度，以减慢分散相聚结的速度。三、乳化剂的分类与性质3.1乳化剂乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂。乳化剂的作用是：当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。3.2分类：⒈根据来源和状态分合成表面活性剂：阴离子型、阳离子型和非离子型高聚物乳化剂：天然的动植物胶、合成的聚乙烯醇。常用的有聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠盐及聚醚型非离子表面活性物质等天然产物：磷脂类（如卵磷脂）、植物胶（如阿拉伯胶）、动物胶（明胶）。固体粉末：粘土（主要是蒙脱土）、二氧化硅、金属氢氧化物、炭黑、石墨、碳酸钙等。⒉根据分子结构分：阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂和非离子型乳化剂。⒊根据形成乳化体的性质分：W/O型乳化剂和O/W型乳化剂。3.3乳化剂的HLB值HLB值：表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量，定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。以石蜡的HLB=0，油酸的HLB=1，油酸钾的HLB=20，十二烷基硫酸钠的HLB=12作为标准，其他表面活性剂的HLB值通过乳化实验对比乳化效果，分别确定其HLB值，处于0～40之间。值越低，表示分子的亲油性强，值越大，则亲水性越强。HLB值及其应用乳化剂的HLB值，作为乳化剂的一个重要性质，如何才能得到呢？获得单个HLB值的三种常用方法如下：（1）、查找工具书（2）计算①用皂化值和酸值来计算（适用于非离子表面活性剂，特别是对于多数多元醇脂肪酸酯）例如甘油硬脂酸单酯的皂化值=161，酸值=196，其HLB值=20（1-168/198）=3.8②用含环氧乙烷和多元醇的质量分数计算（适用于含有环氧乙烷和多元醇基团的非离子表面活性剂）ASHLB120（S：酯的皂化值；A：酯的酸值）5PEHLB（E：含环氧乙烷的质量分数；P：含多元醇的质量分数）③利用临界胶束浓度（cmc）计算（适用于阴离子表面活性剂）④利用HLB基团数计算（表活结构可分解为一些基团，每个基团对HLB值均有确定的贡献，将HLB值作为结构因数的总和来处理。）适用于Span、Tween和阴离子表面活性剂HLB=7+∑亲水的基团数-∑亲油的基团数（3）实验测定：乳化法、临界胶束浓度法、水数值法、浊点法、色谱法、介电常数法等。cmcHLB1lg02.47（临界胶束浓度是表面活性剂的重要参数，可有文献或手册中查到）3.4乳化剂HLB值的应用选择乳化剂体系的HLB值与油相的HLB值相近。计算满足油相所需HLB值的乳化剂体系中各组分的比例。一般乳化剂用量约为油相质量分数的20%。在选择乳化剂对时,尽可能地多选几个HLB值等差变化的乳化剂(如HLB值等差变化:6、8、10、12、14、16等),使油、水相之间的亲合力得以平衡,增加乳液的稳定性。HLB值的调整，一些添加物对HLB值有影响,主要有脂肪醇、脂肪酸和无机盐，长链脂肪醇,如十六醇、月桂醇、胆甾醇、乙二醇、聚乙二醇、聚乙二醇醚等有机极性化合物,可改进乳液的透明度或稳定性。乳化体系设计流程图如下：4.1乳化剂类型的确定（下图为不同乳化剂型的特点）四、乳化体系设计4.2乳化剂HLB值的加和性和乳化剂的复配在实际配方中，往往使用两种或两种以上的乳化剂。不同HLB值的乳化剂的结合使用，其混合后的HLB值同混合油相所需的HLB值一样，具有加和性。即：HLB混=HLBa·A%+HLBb·B%乳化对于指定的油，存在一个最佳HLB，乳化剂的HLB值为此值时乳化效果最好。即此HLB值就是油相所需HLB值。混合油相的HLB值具有加和性，可根据查的HLB值和在油相中的百分含量求得混合油相所需的HLB值。例如混合油相含有烷烃矿物油60%，肉豆蔻酸异丙酯40%，它们各自所需的HLB值分别为：10，12。则该油所需HLB值=10×60%+12×40%=10.8。1、乳化设备主要是乳化机，主要类型有：乳化搅拌机、胶体磨和均质器。近年来乳化机械有很大的进步，如真空乳化机制备出的乳化体的分散性和稳定性极佳。2、乳化时间乳化时间的确定，要根据油相、水相的容积比，两相的黏度及生成乳化体的黏度，乳化剂的种类及用量，还有乳化温度、乳化设备的效率等来确定。为使体系进行充分的乳化，可根据经验和实验来确定。3、乳化温度乳化温度的确定，主要取决于两相中所含有高熔点物质的熔点温度、乳化剂种类及油相与水相的溶解度等因素。4、搅拌速度速度适中，可使油相和水相充分混合。五、乳化体在制备过程中的注意事项