微乳液在化妆品及洗涤剂中的应用

1、微乳液在化装品及洗涤剂中的应用微乳液最早由 Schulman 和 Hoar1 在 1943 年提出，它的理论和应用开展极为迅速， 已经被广泛地应用于三次采油、 洗涤去污、催化、化学反响介质和药物传递等领域中。微乳 液通常是由水、 油与外表活性剂和中等链长醇混合， 能自发地形成透明和半透明的分散体系， 也可利用极性非离子外表活性剂在不加醇的条件下得到。 微乳液与普通乳状液相比， 具有特 殊的性质：界面张力小，通常为 10-5 N m 10-9 N m ；胶束粒子很小，直径约为 10nm 100 nm ；热力学更稳定，能够自发形成，不需要外界提供能量，经高速离心别离不 发生分层现象；外观透明或近乎

2、透明。1 微乳液的形成机理关于微乳液的自发形成， 历史上提出了许多理论： 如 Schulman 和 Prince 等的负界面张 力理沦、 Schulman 与 Bowcoff 的双层膜理论、 Bobbins 等提出的几何排列理论及 Winsor 等 开展的R比理论，在这些理论中以Winsor的R比埋论更为完善。R 比理论从分子间相互作用出发，认为外表活性剂、助外表活性剂、水和油之间存在着 相互作用，并定义为R=(Aco Aoo Aii)/ (Acw Aww Ahh)。式中Aco和Acw分别为油、水与外表活性剂之间的内聚能， Aoo 和 Aww 分别为油分子之间和水分子之间的内聚能， Aii 为

3、外表活性剂亲油基之间的内聚能， Aww 为外表活性剂亲水基之间的内聚能。微乳液体系 中可以分为 4 个类型 Winsor I、Winsor II、Winsor III 和 Winsor W。Wilsor I , R<1，是水 包油型微乳液； Winsor ll,R>1 ，是油包水型微乳液；Winsor川是I和II的中间相，R=1 ,为中相微乳液，是双连续相结构。其中Winsor I . Winsor n、Winsor川为三相体系，在加入适宜外表活性剂时可以形成Wirier W,为单相体系，是 Wirier川的特殊形式2。2 微乳液的制备 在制备微乳液的过程中，无需外加功，只需依靠体

4、系中各成分的匹配，但会受油相、温度、PH值和外表活性剂等因素的影响。一般的微乳液分散相的体积越大，体系温度越高 越不稳定； 外表活性剂需到达一定的量， 量太少无法形成微乳液， 量多时对微乳液影响不 大；以阴离子外表活性剂形成的微乳液，助外表活性刑的碳原于数为6时自由能最低，当油链与助外表活性剂的碳原子和比外表活性剂的碳原子小1 时，微乳液最稳定； 水包油型的体系pH值越偏离中性，体系越不稳定 3。微乳液的结构包括水包油型(O / W)、油包水型(W / O)和双连续相结构。微乳液的制备可以利用HLB值法4和盐度或温度扫描法5。HLB值法是选择HLB值为47的外表活性剂可以形成W/O型微乳液，选

5、择HIB值为920的外表活性剂可以形成 O/W 型微乳液。盐度或温度扫描法是在外表活性剂/水/油做出的相态扫描中寻找微 乳液区域， 离子型外表活性剂用盐度法扫描， 非离子型外表活性剂用温度法扫描。 以水、油 与外表活性剂绘制三元相态扫描，改变温度和盐度促使体系I 一川一n连续的变化，这一过程中可以得到微乳液的最正确盐度 (s*) 和最正确增溶参数 (SP*) 。3 微乳液在化装品中的应用 微乳液比起乳状液来制取化装品时有以下许多明显的优点： 光学透明， 任何不均匀性 或沉淀物的存在都容易被觉察；是自发形成的，具有节能高效的特点；稳定性好， 可以长期储藏，不分层；有良好的增溶作用，可以制成含油成

6、分较高的产品品，而产品无油腻 感6，通过微乳液的增溶性，还可以提高活性成分和药物的稳定性和效力；胶束粒子细 小.易渗入皮肤；微乳液还可以包裹Ti02和ZnO纳米粒子，添加在化装品中具有增白、吸收紫外线和放射红外线等特性 7 。所以微乳液化装品近年来开展非常迅速，在化装品的 多个领域得到了很好的应用，市场前景非常广阔。3. 1 在美发中的应用曾有一些文献 8 比拟了微乳液和一般乳状液与头发中角蛋白的作用， 称硅油类微乳液， 因共具有低的外表能、 内聚力和剪切黏度， 可降低头发的梳理阻力， 比一般的乳状液对头发 和皮肤有更大的亲合力，更能均匀地覆盖在其外表上，开使调理作用更持久。Bergmann

7、曾报道由水不溶性的三甲基硅氨基二甲基硅氧烷、 二价以上的金属盐和含有 酯基的聚氧乙烯型非离子外表活性剂构成的微乳液作为头发的处理剂有很多优点。它稳定性非常好，不易分层；可使头发防静电、有弹性、蓬松、有光泽、易梳理且无黏结性；不会全 部去除头发油脂， 可抵抗外界的化学物质、 阳光和风的伤害。 充分表达了微乳液分相相粒径 小的特点，活性物能够均匀有效地铺展在头发上。3. 2 在化装品中对油性营养物质增溶的应用在化装品中活性物和药物的增溶过程中， 由于一般活性物和药物结构较复杂， 溶解度较 小，需要到达 定的浓度才有效。 所以， 活性物和药物增溶已经成为这类制剂重要的工艺问 题。 Roche Vit

8、amine Inc10 报道了以无毒性的甘油单月桂酸酯或甘油单辛酸酯为乳化剂， 配制水包油型微乳液，能够很好地增溶B胡萝卜素、维生素 A、D、E、K及它们的同系物和多聚不饱和脂肪酸， 例如花生四烯酸、 二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等这些难溶于水的 油性物。3. 3 在化装品用香精和精油中的应用 微乳液还可提高香精和精油在水溶性产品中的溶解度， 起到增溶效果。 传统上用乙醇作 为化学成分去溶解香精， 使之形成均一、 透明的香精溶液。然而， 使用高含量的乙醇本钱较 高，且乙醇易燃，蒸发快，有气味，对皮肤有刺痛作用，能使皮肤脱水，移走过多油脂，使 皮肤失去保护； 另外最重要的是乙醇会对眼睛有伤害，

9、且会使头发失去保护性的油脂， 令头 发变干、变脆，易产生头皮屑。 Dartnell11 报道了一种无乙醇水溶性的香精微乳液，其以 聚乙二醇为外表活性剂， 聚甘油酯和烷基磷酸醚为助外表活性剂。 这样， 微乳液能够使香精 很好地增溶到化装品中。3. 4 无中等链长醇型微乳液在化装晶中应用在配离子型外表活性剂的微乳液时，需要C4C6间的碳链醇作为助外表活性剂，其中戊醇已被广泛使用。 然而，化装品严格地要求产品的无毒性， 微乳液在被使用时， 其中戊醇 有一定的刺激性， 不太适合用于皮肤和眼部。 F Comelles 等人12 提出了用油酸作为助外表 活性剂来配制 O W 或 WO 型微乳液，能够很好地

10、解决这个问题。后来他们13 又提出了用乳酸丁酯作为助外表活性剂配制成OW 型微乳液，也取得了很好的效果。无中等链长醇型微乳液可以被很好地应用在化装品中， 在国外已经引起了许多人的关注， 成为微乳液 研究新的热点。3 5 在配制化装品微乳液中的考前须知在制备化装品微乳液时， 还应该遵循着在保证配力稳定的情况下， 使用最少量的乳化剂， 这样不仅可以减少外表活性剂对皮肤的刺激， 还可以降低本钱。 如果在配方中使用大量的非 离了外表活性剂，特别是那些加成数大于 10 的聚氧乙烯型非离子外表活性剂能使体系对眼 睛产生刺激 14 。4 微乳液在洗涤剂中的应用在洗涤剂行业中， 目前洗涤用品包括肥香皂、 洗衣

11、粉和液体洗涤剂等， 这些洗涤用品对 污垢的清洗均发挥着重要作用。 而微乳液洗涤剂具有非常低的界面张力， 十分强的润湿、 乳 化和增溶能力， 能够很好地渗透到固体外表和织物毛细孔中， 可有效地分散污物， 使洗涤效 果比传统的洗涤剂要好得多。4 1 在厨房清洗剂中的应用厨房内器具外表及周边物品上污垢的成分非常复杂。 要去除器具外表已局部碳化的油烟 和油性聚合物等这些黏附性很强的污物， 通常用溶剂型和强碱型清洗剂， 但溶剂型清洗剂存 在易燃易爆和有毒等问题，强碱型清洗剂腐蚀性较强，同时对使用者的皮肤也有较大伤害， 对于普通的外表活性剂型清洗剂， 其去重油污效果不理想。 而微乳液构成的清洗剂产品在用

12、于厨房清洗时， 综合了溶剂型、 外表活性剂型和强碱型清洗剂的优点， 有效解决了厨房重垢 清洗的问题。蔡照胜 15 报道了一种 OW 型厨房去污微乳液清洗剂， 配方中含有以脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸钠AES、烷基硫酸钠K12等组成的外表活性剂体系；以脂肪醇聚氧乙烯醚AE09,烷基酚聚氧乙烯醚TX10、0P10等构成的乳化剂；以丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚等构 成的有机溶剂以及其他助剂。该清洗剂无腐蚀、无毒、不易燃易爆，可以到达很好地去油污 垢效果，还能有效地防止清洗剂对器具外表和皮肤的伤害。4 2 在油污纤维球滤料再生用洗涤剂中应用纤维球滤料在自来水、 工业废水和各种化工液体的过滤处理中得到广泛应用，

13、它具有截 污量大与过滤精度高等优点。纤维球滤料具有较强的亲油性，被含油污水污染后很难再生， 因此在含油污水处理中的应用受到限制。 罗立新 16 报道了以烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯 失水山梨醇脂肪酸酯为外表活性剂， 低级脂肪醇为助外表活性剂， 还含有有机溶剂和洗涤助 剂的微乳液清洗剂，清洗效果很好。在搅动下，只需2min 3min 即可到达最正确洗涤效果，而且无毒，无刺激性气味，常温下不易燃。43 在硬外表清洗中的应用Colgate Palmolive 公司17-19 报道了许多篇关于硬外表微乳液型清洗剂的专利。 所报 道的硬外表物体包括玻璃、水池、涂漆的木质品、仪表及耐擦洗的墙壁等。过去在配制

14、一些 清洁剂时需参加无机磷酸盐助剂或其他的无磷助剂。 但无机磷酸盐对环境有害， 而其他无磷 助剂会留下薄膜、污点或印痕， 尤其是对光亮的外表更为不利。因此， 通过配制一系列的微 乳液硬外表清洗剂不仅可以彻底清洗，还可以保持硬外表的光亮度。配方例如w ：烷基苯磺酸钠 0.95 ，二乙二醇单丁醚 10.5，三乙醇胺 10， 50的氢氧化钠溶液 075，香精O. 5,加水至 100 , pH 为 13。4 4 无中等链长醇型微乳液在洗涤剂中应用微乳液洗涤剂中的助外表活性剂一般为 C4-C6 的醇,因其具有挥发性和易燃性,引起了环境方面的很大关注,为此一些人提出了无中等链长醇型微乳液洗涤剂。PrapasLohateeraparp 等 20 提出了用脂肪酸盐作为助外表活性剂,报道称脂肪酸盐具有生物可降 解性,不易挥发且有较低的黏度,可替代醇类。有些报道