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乳化的概念

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乳化的概念_第1页
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乳化的概念:乳化是液-液界面现象,两种不相溶的液体,如油与水,在容器中分成两层,密度小的油在上层,密度大的水在下层若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下,油被分散在水中,形成乳状液,该过程叫乳化乳化理论:乳状液是化妆品中最广泛的剂型,从水样的流体到粘稠的膏霜等因此,乳状液的讨论对化妆品的研究和生产及保存和使用有着极其重要的意义一、乳状液概述乳状液(或称乳化体)是一种(或几种)液体以液珠形式分散在另一不相混容的液体之中所构成的分散体系乳状液中被分散的一相称作分散相或内相;另一相则称作分散介质或外相显然,内相是不连续相,外相是连续相乳状液的分散相液珠直 在0.1 10μm, 乳状液是 分散体系的 体因此, 性 和分散度是乳状液的两 两 不相混容的 液体不 形成 的乳状液, 要加入 分( 作用), 形成乳状液 如, 和水 在 , 论 样用¡¢£,⁄¥ƒ 与水§currency1'“分«‹是,如›fi 加一fl –,†¢£‡·currency1形成象 ¶一样的乳•‚液体„”»…‰现,此‡ 以'小的液珠形式分散在水中,在相当 的‡¿内保 ,`·是乳状液` 称形成乳状液的过程´乳化。

ˆ称在此过程中所加入的˜加¯(如 –)´乳化剂在˘˙乳状液‡,¨ 乳状液的一相是水,另一相是极性小的有˚液体,¸ 上˝称´˛油ˇ— 内外相的性质,乳状液 要有两种 型,一 是油分散在水中,如 ¶、 膏等, 称´水 油型乳状液,用O/W表 ;另一种是水分散在油中,如 油、 等, 称´油 水型乳状液,用W/O表 ` 要 的是,上面 到的油、水相不一 是 一的 分, Æ一相§ ª有 种 分 上述两 乳状液外,Ł有一种ØŒ乳状液,º的分散相 ·是一种乳状液,如 一 W/O的乳状液分散到连续的水相中,ˆ形成一种ØŒ的W/O/W型乳状液 乳状液的外»一 乳•‚不 液状,乳状液之æ 此ˆ 乳状液的`种外»是与分散相ı 之大小有密 ł系 体的øœ性质 ß,对一 分散体系,其分散相与分散介质的 ø 一 不 ,ø 射在分散微ı(液滴)上 以‰生 射、反射、散射等现象当液滴直 远大于入射ø的波 ‡, 要‰生ø的反射(也 有 射、吸收),当液滴直 远小于入射ø波 ‡,则ø 以完全 过,`‡体系 状当液滴直 稍小于入射ø波 ‡,则有ø的散射现象‰生,体系 半 状一 乳状液的分散相液滴直 的大小大致在0.1 10μm(甚至更大)的范围, 见ø波 ´0.40 0.76μm, 乳状液中的反射 显著,因ˆ一 乳状液是不 的乳•‚液体。

`·是乳状液的微ı大小与外»之ł系对于液滴的直 在0.1μm以下的液 液分散体系,其外»是半 的和 ,ˆ不 乳液状, 称´˛微乳状液ˇ,º的性质与乳状液有'大不 二、乳化 理和乳状液的 性1、 乳化 理在˘˙乳状液‡,是 分散相以”小的液滴分散于连续相中,`两 互不相溶的液相所形成的乳状液是不 的,ˆ¨过加入少量的乳化剂则 到 的乳状液对此,科œ工作者从不 的角度提 了不 的理论解释,`些乳状液的 ˚理,对研究、生产乳状液的化妆品有着重要的理论 导意义1) 向楔理论 `是1929年哈金斯(Harkins)早期提 的乳状液 理论他认´在界面上乳化剂的密度最大,乳化剂分 以横截面 大的一端 向的 向分散介质, 总是以˛大头朝外,小头朝 ˇ的方式在小液滴的外面形成保护膜,从几何空¿结构»fl来看`是Œ理的,从 量角度来说是ØŒ 量最 则的,因ˆ形成的乳状液相对 并以此 解释乳化剂´一价金属–液及二价金属–液‡,形成 的乳状液的˚理乳化剂´一价金属–在油 水界面上作 向排列‡,以具有 大极性头 团伸向水相;非极性的碳氢键深入油相,`‡不仅降 了界面张¡,ˆ且也形成了一层保护膜, 于一价金属–的极性部分之横界面比非极性碳氢键的横界面大,于是横界面大的一端排在外圈,`样外相水·把内相油完全 围 来,形成 的O/W型的乳状液。

ˆ乳化剂´二价金属–液‡, 于非极性碳氢键的横界面比极性 团的横界面大,于是极性 团(亲水的)伸向内相,所以内相是水,ˆ非极性碳氢键(大头)伸向外相,外相是油相,`样·形成了 的W/O型乳状液 `种形成乳状液的方式,乳化剂分 在界面上的排列·像木楔插入内相一样, 称´˛ 向楔ˇ理论此理论虽 性的解释许 形成不 型乳状液的 因,‹ 有不 用º解释的实 理论上不足之处在于º只是从几何结构来考虑乳状液的 性,实际影响乳状液 的因素是 方面的何况从几何上看,乳状液液滴的大小比乳化剂的分 要大 , 液滴 曲表面对于其上 向分 ˆ言,实际近于平面, 乳化剂分 两端的大小·不是重要的, 所谓楔形插入了2) 界面张¡理论 `种理论认´界面张¡是影响乳状液 性的一 要因素因´乳状液的形成 然使体系界面积大大增加,也·是对体系要做功,从ˆ增加了体系的界面 ,`·是体系不 的来源因此,´了增加体系的 性, 减少其界面张¡,使总的界面 下降 于表面活性剂 够降 界面张¡,因此是良好的乳化剂凡 降 界面张¡的˜加¯§有利于乳状液的形成及 在研究一系列的 族 肪酸作乳化剂的效应‡也说 了`一fl。

随着碳链的增 ,界面张¡的降 逐渐增大,乳化效应也逐渐增强,形成 高 性的乳状液‹是, 的界面张¡并不是决 乳状液 性的唯一因素有些 碳 (如 ) 油 水界面张¡降至' ,‹ 不 形成 的乳状液有些大分 (如 )的表面活性并不高,‹ 是'好的乳化剂 体作´乳化剂形成相当 的乳状液,则是更极端的 因此,降 界面张¡虽使乳状液 于形成,‹ 界面张¡的降 Ł不足以保 乳状液的 性总之, 以`样说,界面张¡的高 要表 了乳状液形成之 ,并非´乳状液 性的 然的 量 3) 界面膜的 理论 在体系中加入乳化剂ƒ,在降 界面张¡的 ‡,表面活性剂 然在界面‰生吸 ,形成一层界面膜界面膜对分散相液滴具有保护作用,使其在 中的相互 的液滴不 结,ˆ液滴的 结( 性)是以界面膜的 ´ 提,因此,界面膜的˚ 强度是决 乳状液 的 要因素之一 与表面吸 膜的 形相 ,当乳化剂 度 ‡,界面上吸 的分 少,界面膜的强度 ,形成的乳状液不 乳化剂 度增高至一 程度ƒ,界面膜则 比 密排列的 向吸 的分 成,`样形成的界面膜强度高,大大提高了乳状液的 性大量 实说 ,要有足够量的乳化剂 有良好的乳化效›,ˆ且,直链结构的乳化剂的乳化效›一 于 链结构的。

此结论§与高强度的界面膜是乳状液 的 要 因的解释相一致如›使用适当的混Œ乳化剂有 形成更致密的˛界面ØŒ膜ˇ,甚至形成¡¢膜,从ˆ增加乳状液的 性如在乳状液中加入一些水溶性的乳化剂,ˆ油溶性的乳化剂£ 与º在界面上‰生作用,⁄形成更致密的界面ØŒ膜 此 以看 ,使用混Œ乳化剂,以使 形成的界面膜有 大的强度,来提高乳化效 ,增加乳状液的 性在实¥中, 是使用混Œ乳化剂的乳状液比使用 一乳化剂的更 ,混Œ表面活性剂的表面活性比 一表面活性剂fifi要 ƒ 于上述两§ 讨论, 以 `样 结论:降 体系 界面张¡,是使乳状液体系 的 要currency1':ˆ形成 “ 的界面膜是乳状液 的«分currency1'4) ¢效应的 理论 对乳状液来说,若乳化剂是« 型的表面活性剂,则在界面上, 要 于¢«Ł有吸 等作用,使 乳状液的液滴¡有¢‹,其¢‹大小›¢«强度ˆ ;ˆ对非« 表面活性剂,则 要于吸 Ł有fifl等作用,使 液滴¡有¢‹,其¢‹大小与外相« 度及介¢ 和fifl –有ł¡¢的液滴 近‡,产生排†¡使 以 结,因ˆ提高了乳状液的 性乳状液的¡¢液滴在界面的两‡构成·¢层结构,·¢层的排†作用,对乳状液的 有'大的意义。

·¢层之¿的排† 决于液滴大小及·¢层¶度1/κ,Ł有ξ¢•(或¢•φ0)当 ¢介质表面活性剂存在存在‡,虽然界面两‡的¢• ΔV'大,‹界面¢‚φ0 '小,所以液滴 相互 „ˆ‰生 ”,`对乳状液'不利当有¢解质表面活性剂存在‡,»液滴¡¢O/W型的乳状液 ¡…¢‹;ˆW/O型的 ¡‰¢‹`‡活性剂« 吸 在界面上并向排列,以¡¢端 向水相,⁄ 反 « 吸¿过来形成 散·¢层具有 高的φ0及 ¶的·¢层,ˆ使乳状液 若在上面的乳状液中加入大量的¢解质`,则 于水相中反 « 的 度增加,一方面currency1´ˆ·¢层,使其¶度˜¯,另一方面他currency1˘入表面活性剂的吸 层中,形成一层'¯的等¢•层,此‡,˙ ¢• ¨不⁄,‹是φ0减小,·¢层的¶度也减¯,因ˆ乳状液的 性下降5) 体微ı 作´乳化剂的 理论许 体微ı,如碳酸 、粘˚、碳¸、 ˝、金属的˛式ˇ酸`、金属—化¯以及ˇ化¯等, 以作´乳化剂 到 乳状液的作用显然, 体微ı只有存在于油水界面上 到乳化剂的作用 体微ı是存在于油相、水相Ł是在º 的界面上, 决于油、水对 体微ı 性的相对大小,若 体微ı完全被水 ,则在水中 ,微ı完全被油 ,则在油中 ,只有当 体微ı 被水、也 被油所 , currency1 在油水界面上,形成“ 的界面层(膜),ˆ 到 作用。

`种膜“ ,乳状液 `种界面膜具有 述的表面活性剂吸 于界面的吸 膜 的性质6) 液 与乳状液的 性 液 是一种在结构和¡œ性质§处于液体和 体之¿的¯ ,º 有液体的流 性,也具有 体分 排列的 则性 1969年, (Friberg)等 一 ‰现在油水体系中加入表面活性剂‡, Æ 相--液 相,此‡乳状液的 性 然增加,`是 于液 吸 在油水界面上,形成一层 的保护层,ª 液滴因 ˆ 化 ‡液 吸 层的存在currency1大大减少液滴之¿的 程范 ¡,因ˆ 到 作用此外,生成 液 于形成 状结构ˆ提高了粘度,`些§currency1使乳状液˜ 更 此以说,乳状液的概念Ł从˛不 相互混Œ的两种液体中的一种向另一种液体中分散˛,˜成液 与两种液体混Œ存在的 相分散体系因此,液 在乳化ØŒ或在化妆品º 有着广泛应用的 ,Ł称´化妆品及乳化ØŒ的一 重要研究 如研究液 在乳化过程中生成的currency1'(乳化剂的 型及用量、 度等)和如何æ˘生成的液 的状 2、 影响乳状液 的 种因素上面讨论了乳化剂之所以 够对乳状液 到 作用的几种理论,从`些理论中 以 对乳状液 性产生影响的 种因素。

1) 对于应用表面活性剂作乳化剂的体系界面膜的形成与界面膜的强度是乳状液 的最 要的影响因素,ˆ界面张¡的降 与界面膜的强度对乳状液 性的影响, 以说 者´ 要ƒ者是«分的currency1'ˆ且º§与乳化剂在界面上的吸 直 有ł要 到比 的乳状液, ı应考虑乳化剂在界面上的吸 性质,吸 作用 强,表面活性剂吸 分 在界面的吸 量 大,表面张¡则降 ,界面分 排列 密,界面强度 高如›表面活性剂´« 型的,当º在界面的吸 增加‡,其界面¢‹强度也提高,`些§有利于形成 的乳状液应用混Œ乳化剂,所生成的界面ØŒ膜有 大的强度,因此 水溶性的乳化剂和油溶性的乳化剂混Œ使用,以提高乳状液的 性 (2) 乳状液的粘度乳状液中内相在重¡作用下的”降或上 , 致使内相外相分«, 成乳状液的不 如 体的ı ”降(或上 )一样,乳状液内相的”降ł度,ø是斯œß斯方程式 v=2r2(ρ2-ρ1)g/9η ` v´液滴的”降ł度,r´分散相液滴的半 ,ρ2、ρ1´分散相和分散介质的密度,η´分散介质的粘度 此 式 以 ,乳状液分散介质的粘度ƒ大,则分散相液滴 的ł度 ,`有利于乳状液的 。

因此,fifi在分散介质。

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