第3章2 化妆品知识.ppt

1、1,一个讲述化妆和皮肤知识的订阅 号，里面的内容比PPT更懂哦,2,主要内容 概念 乳状液类型 乳化剂的选择 乳化体的稳定性 乳化体的制备技术,第三章 表面活性剂理论3.2 乳化作用,3,上次课内容回顾,上一次课我们探讨了第三章表面活性剂理论的第一节表面活性剂的基本特征部分内容。 本部分内容包括表面活性剂定义、临界胶束浓度、临界胶束浓度的确定及其影响因素、胶束的形成和结构、表面活性剂的HLB值等内容。,4,1.1 乳状液,乳状液是一种（或几种）液体以液珠形式分散在另一不相混溶的液体之中所构成的分散体系。如牛奶、雪花膏、豆浆、原油、香脂、人造奶油。,1. 概念,3.2 乳化作用,5,水,油,乳化

2、剂,3.2 乳化作用,6,1.2 分散相（内相） 乳状液中被分散的一相。内相直径（0.110m），是不连续相。,1.3 分散介质（外相） 连续相。,3.2 乳化作用,7,1.4 乳化剂 新形成的乳状液体系由于两液体的界面积增大，热力学上是不稳定的，为使体系稳定，需要加入降低界面能的第三种物质，这第三种物质叫乳化剂。,水,油,乳化剂,3.2 乳化作用,8,2.1.1 水包油型 （O/W） 油分散在水中。 如牛奶、雪花膏、豆浆等。,2. 乳状液类型,2.1 乳状液分类,3.2 乳化作用,9,2.1.2 油包水型 （W/O） 水分散在油中。 如原油、香脂、人造奶油等。,3.2 乳化作用,10,2.1

3、.3 复合型乳状液（多重乳状液） （O/W/O 、W/O/W） 分散相本身是一种乳状液。,3.2 乳化作用,11,（1）W/O/W型 含有水滴的油滴分散在水相中所形成的乳状液，即W/O型乳状液分散到连续的水中。,3.2 乳化作用,12,（2）O/W/O型 含有油滴的水滴分散在油相中所形成的乳状液，即O/W型乳状液分散到连续的油中。,3.2 乳化作用,13,复合乳状液具有与微胶囊和脂质体类似的结构。 这种乳状液的最内相加入有效成分后，有效成分要通过两个界面才能释放出来，因此可延缓有效成分的释放速度，延长有效成分的作用时间，这种特性在医药、食品、化妆品工业中得到许多应用。,（3） 复合乳状液的特点

4、,3.2 乳化作用,14,如对化妆品来说，W/O/W型复合乳状液它既有W/O型的优良洗净效果和良好的润肤作用，又具有O/W型乳状液的良好的涂抹性，无油腻的感觉。 这种复合乳状液型乳状液可作为活性物的载体，延长活性物和润湿剂的释放时间，克服某些药剂的怪味，还用于酶的固化，并能保护敏感的生物制品，还可使不相容的物质不发生相互反应。,3.2 乳化作用,15,天然乳化液,牛奶,人工乳化液,椰奶,油包水（W/O）型,奶油,水包油（O/W）型,乳,多重型（W/O/W）型,冰淇淋,2.2 乳状液分类举例,3.2 乳化作用,16,2.3 乳状液类型的鉴别,2.3.1 稀释法 此法是依据稀释剂（水或油）可稀释乳

5、状液外相而无法稀释内相，水包油型乳状液能与水混溶，油包水型乳状液能与油混溶。 具体方法是：取两滴乳状液分别涂于玻片上两处，然后再在这两液滴处分别滴入水和油，若液滴在水中呈均匀的扩散，而在油中不起变化，则该乳状液为O/W型；反之，若在油中渐渐溶化，而在水中不起变化，则为W/O型。,3.2 乳化作用,17,2.3.2 电导法 利用水和油的电导率相差很大的原理。一般油类电导性远比水差；电导性与水相近的即水包油型（O/W）；电导性与油相近的即油包水型（W/O）。所以在乳状液中插入两电极，在回路中串联氖灯，若是水包油型（O/W）乳液时灯亮，为油包水型（W/O）灯不亮。,3.2 乳化作用,18,2.3.3

6、 染色法 将油溶性染料或水溶性染料加入乳液中，如果水溶性染料不扩散溶开，而油溶性染料扩散溶开，可以认为是油包水型（W/O）。若同时使用油溶性染料和水溶性染料，鉴别结果更可靠，具体如下图：,3.2 乳化作用,19,检验O/W乳状液,加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。,加入油溶性的染料红色苏丹，说明油是不连续相。,例如,3.2 乳化作用,20,2.3.4 荧光法 在紫外光照射下许多有机物有发生荧光的现象，在荧光显微镜下观察一滴乳化体右鉴别其类型。倘若整个乳化体都发荧光，它就是W/O型，若只有一此点发荧光，则是O/W型。 但此法对于不发荧光的有机物所形成的乳状不适用。,3.2 乳化作用,21

7、,2.3.5 滤纸润湿法 此法只适用于重油与水形成的乳状液。将乳状液滴于滤纸上，若液体能快速展开，在中心留下一小液滴，则为O/W型；若乳状液液滴不能展开，则为W/O型。 但此法对于在纸上能铺展的轻油，如苯、环己烷、甲苯等所形成的乳状不适用。,总之，应采用多种方法使结果更可靠。,3.2 乳化作用,22,2.4 影响乳状液类型的因素,2.4.1 乳化剂的分子构型 “定向楔”理论：乳化剂分子在界面定向吸附时，亲水端向水，亲油的碳氢链端向油相，当亲水端与亲油端相比基团较大时，乳化剂疏水端易于进入胶体粒子的内核，从而形成O/W型乳液；反之则形成W/O型乳液。,3.2 乳化作用,23,2.4.2 乳化剂的

8、亲水性 （1）Bancroft规则 乳液类型趋向乳化剂类型。,（2）Davies理论 乳液类型决定于油滴和水滴的聚结速度。,3.2 乳化作用,24,（3）相体积 一般水体积小于26%，只能形成油包水型（W/O）；水体积大于74%，只能形成水包油型（O/W）；水体积在两者之间，油包水型（W/O）或水包油型（O/W）均有可能。 （4）乳化器材的性质 乳化过程中器壁的亲水性对乳化液的类型有一定影响。,3.2 乳化作用,25,油,水,强烈振荡,水包油型(O/W),油包水型(W/O),2.5 乳状液外观与分散 相粒子的关系,3.2 乳化作用,26,微粒直径与入射光波长的关系对光现象的影响,3.2 乳化作

9、用,27,乳状液分散相粒子大小对其外观的影响,注：可见光光波长0.40.8m。乳状液液滴的直径0.110m，因此当可见光照射乳状液时，应是反射较为明显。,3.2 乳化作用,28,3. 乳化剂的选择,3.1 选择乳化剂的常用方法,要制备有一定相对稳定性的乳状液，必须加入加入第三种物质，即乳化剂。,油,水,乳化剂,3.2 乳化作用,29,3.1.1 HLB法,在乳状液中，不同的油相需要不同HLB值的乳化剂，因而乳化体系所需的HLB值与乳化剂的HLB值应尽可能一致。HLB值在3-6范围内的亲油性较强的表面活性剂适宜作W/O型的乳化剂，而HLB值在8-18范围内的表面活性剂适宜作O/W型的乳化剂。乳化

10、剂用量一般为1-10%。 该法没有考虑温度、油相杂质等影响。,3.2 乳化作用,30,3.1.2 PIT法,PIT法是相转变温度(Phase Inversion Temperature)法。因为非离子表面活性剂在低温时是亲水的，形成O/W型乳状液；高温时是亲油的，形成W/O型乳状液。因此O/W型乳状液应在低于PIT温度2-4下配制。,PIT与HLB值（以NHLB表示）： PIT=K油（NHLB-N油）,两种非离子表面活性剂PIT： PIT（1）+（2）=PIT（1）W（1）+PIT（2）W（2）,3.2 乳化作用,31,3.1.3 EIP法,EIP法是乳状液转变点(Phase Inversio

11、n Temperature)法，是指乳状液从W/O型转变为O/W型的转变点。一般乳状液转变点是用发生转相时每毫升油所加入的水的体积（mL）表示。,EIP值的测定方法：通常是在相同质量分数（一般2 %）的不同乳化剂制成的溶液中，加入水并搅拌后，测定转变点，在此转变点加入的水体积即EIP。,3.2 乳化作用,32,3.2 选择乳化剂的通用原则,3.2.1 选择乳化剂的一般步骤 （用HLB值法配制化妆品乳化液）,(1)乳液类型确定 依据化妆品乳状液制品性能的要求； (2)计算油相所需的HLB值； (3)选择乳化剂； (4)确定乳化剂用量； (5)配制乳液。,3.2 乳化作用,33,3.2.2 选择乳

12、化剂的实践经验,(1)选用的乳化剂的亲油基要与被乳化物在结构上相近； (2)当使用一种乳化剂效果不理想，可以考虑混合乳化剂； (3)选择的乳化剂不影响其它成分的性能； (4)乳化剂应适当增大外相浓度，以减小液滴的聚集速度； (5)乳化剂要用最小浓度和最低的成本达到乳化效果，乳化工艺简单。,3.2 乳化作用,34,3.3 选择乳化剂应考虑的问题,（1）一个强亲水性与一个强亲油性的乳化剂相混合，乳状液的稳定性反而降低。当选用两种乳化剂混合成乳化剂时，HLB值不要相差过大，一般不超过5为宜。否则所配乳化体稳定性不好。当选用两种以上时，其HLB值最高最低值可以相差大些。 （2）选用多个HLB值呈等差变

13、化（如HLB值分别为6、8、10、12、14、16）的乳化剂组成混合乳化剂，所配乳化体稳定。,3.2 乳化作用,35,（3）混合乳化剂的用量要主次有别。制备O/W则以水溶性乳化剂（HLB值大于6）为主，其余各乳化剂用量，按HLB顺序，在主乳化剂两侧按一定比例递减。制备W/O型则以油溶性乳化剂（HLB值小于6）为主，其余各乳化剂也按一定比例递减。,3.2 乳化作用,（4）由于温度升高，或表面活性剂浓度增大等影响，乳化剂的实际HLB值会有所下降。因此，在选用乳化剂及确定配比时，通常应使乳化剂所提供的HLB总值略高于乳化油相所需的HLB值。,36,（5）乳化剂在化妆品中的用量一般考虑如下：,（6）不

14、同的乳化剂有不同的乳化效率，尽量选用乳化效率最高的乳化剂。 乳化效率：对某一乳化体，在保证稳定性的前提下，油相的量与所需乳化剂最少的量之比称为该乳化剂的效率。,3.2 乳化作用,37,3.4 Griff 法寻求最佳乳化剂,对一指定的油-水体系，取一对已知其HLB值的乳化剂（一个亲水性，另一亲油性），将二者按不同比例混合，用复合乳化剂制备一系列乳状液，找出乳化效率最好的复合乳化剂，其HLB值便是该油-水体系所需的HLB值。可将此结果用图形表示，可得一条钟形曲线，从曲线可求得乳化效率最高时的HLB值。,3.2 乳化作用,38,HLB值,乳化效率,3.2 乳化作用,39,此HLB值虽是由一对乳化剂而

15、得出，但它是该体系本身的一个特性，适于其它所有乳化剂对。各种乳化剂混合物的乳化效率可能不同，但都将在此HLB值达到最佳乳化效率。即对另一对乳化剂所组成的复合乳化剂，可同样得到另一种形曲线，这一曲线也必将在上述确定的HLB值处达到最大值。 在求得油-水体系所需的HLB值后，改变复合乳化剂的种类，但保持其HLB值在这最佳HLB值，进行配制乳状液试验，测定其乳化效率，直到找到效率最高的一对乳化剂，就选取该乳化剂对为该体系的最佳乳化剂。,3.2 乳化作用,40,3.5 乳化体油相的HLB,乳化体的油相成分包括油、脂、蜡及油溶性物质，在乳化时相对也有其HLB值，对乳化剂而言，就称之为“所须的HLB值”。

16、在制备乳状液选择乳化剂时，所选择的乳化剂的HLB值要与油相HLB值相近（保持0.5-1.0差值范围为好）。油相各成分所需HLB值，系由实际乳化试验得到，没有计算公式推导。,3.2 乳化作用,41,乳化油、脂、蜡所需的HLB值,3.2 乳化作用,42,一般从两个方面考虑测定乳化体稳定性： 体系（力学）稳定性； 微生物稳定性。,4. 乳化体的稳定性,3.2 乳化作用,43,4.1 影响乳状液稳定的因素,4.1.1 界面张力 乳状液制造时要对体系做功，使体系高度分散具有大的水-油界面积，增加的能量贮存在水-油界面；而液珠的聚结，体系中界面减小的过程是自发的，因此乳状液是热力学不稳定体系。最终可能发生

17、破乳、分成等。,3.2 乳化作用,44,4.1.2 复合膜强度 乳化剂在水-油界面形成有一定强度的界面膜，保护分散相液珠，使液珠在碰撞中不易聚结。如出现聚结就会发生破乳等。,3.2 乳化作用,45,4.1.3 界面电荷的作用 由于电离、吸附或液滴与介质间摩擦是大部分乳状液液珠带有电荷。液珠表面电荷相排斥使乳状液稳定，电荷越大使界面膜分子排列越密。如果电荷被破坏，最终可能发生破乳、分成等。,3.2 乳化作用,46,4.1.4 液珠大小及其分布 液珠小且呈单分散状，乳状液更稳定。,4.1.5 相体积比 乳状液的被分散相体积增加，使界面膜变薄，体系的不稳定性增加。,3.2 乳化作用,47,4.1.6

18、 乳状液的粘度 乳状液粘度大，使分散相液珠不易聚结。,4.1.7 温度的影响 温度变化影响界面膜和界面张力。,4.1.8 粉末乳化剂的稳定作用,3.2 乳化作用,48,4.2 乳化体的分层、变型及破乳,4.2.1 乳化体的分层 乳化体系中由于上下层存在内相浓度差的现象，称之为乳化体的分层。例如经过均化的牛奶会分成上浓下稀两层，上层的浓乳状液叫做奶油，此层中的乳脂（分散相）远比下层多，上层为35 ，下层为8 。,3.2 乳化作用,49,分层现象并不是乳状液真正地破坏，而是分成了两个浓度的乳状液。如再给以振荡，又可恢复乳化而呈暂时性乳状液。在乳状液型的化妆品中，总是不希望分层的，分层表示了产品质量

19、差或产品已过使用期。,3.2 乳化作用,50,4.2.2 变型 一个乳化体突然自油/水型变为水/油 型，或者自水/油变为油/水型，这种现象 称为变型。 使乳状液转相的主要因素有: (1)相体积； (2)改变乳化剂 ； (3)加入电解质的影响；,3.2 乳化作用,51,(4)温度的影响 在某一温度时，由非离子表面活性剂稳定的乳状液将发生变型，高于此温时乳状液为W/O型，低于此温时为O/W型，这一温度称为相转变温度（PIT，Phase Inversion Temperature）。,3.2 乳化作用,52,4.2.3 破乳 破乳是乳化体系的完全破坏。分层、变型和破乳可同时发生。破乳其基本过程是液滴

20、的聚结和粗化过程。 (1)破乳过程: 絮凝过程：液滴聚集成团，但未完全失去它原来各自独立的属性，它往往是可逆的。 聚结化过程：聚集体结合形成更大的液滴。此为不可逆过程，且导致液滴数量急剧减少，到最后，乳状液完全破坏 。,3.2 乳化作用,53,(2)乳化体系的破乳示意图,3.2 乳化作用,54,(3)破乳方法 物理化学方法 原则是破坏吸附在界面上的乳化剂，使其失去乳化能力。通常加入能与乳化剂起化学反应的破乳剂试剂，以达消除乳化剂的作用目的。,3.2 乳化作用,55,物理方法 通常采用加热、离心、过滤等方法以达到破乳目的。 加入电解质到乳状液中，是实现破乳常用的一种方法。 一般W/O型较O/W型

21、易于破乳，因前者制备较后者来得困难。,3.2 乳化作用,56,4.3.1 加速老化法 一般产品在4070的条件下存放几天，再在3020条件下存放几天，或者是在两种情况下轮流存放；还要在45条件下存放四个月左右等来观察乳状液稳定性。,4.3 乳状液的稳定性测定,4.3.2 离心法 利用沉降原理。,3.2 乳化作用,57,5. 乳化体的制备技术,5.1 生产程序,（1）油相 根据配方，将全部油相成分（油、脂、蜡及其它油溶性成分）加入夹套溶解锅中，开启蒸汽加热，在不断搅拌条件下加热至7075，使其充分熔化或溶解均匀待用。要避免长时间加热和过度加热以防止原料成分氧化变质。易氧化的油分、防腐剂和乳化剂等

22、可在乳化之前加入油相，溶解均匀，即可进行乳化。,3.2 乳化作用,58,（2）水相 先将去离子水加入夹套溶解锅中，水溶性成分如甘油、丙二醇、山梨醇等保湿剂，碱类，水溶性乳化剂等加入其中，搅拌下加热至90100，维持20min灭菌，然后冷至7080待用。为补充加热和乳化时挥发掉的水分，可按配方多加3%5%的水。,3.2 乳化作用,59,将上述油相和水相原料通过过滤器按照一定的顺序加入乳化锅中，在一定温度（7080）条件下，进行一定时间的搅拌和乳化。 乳化过程中，油相和水相的添加方法，添加的速度、搅拌条件、乳化温度和时间、乳化器的结构和种类等对乳化体粒子的形状及其分布状态有很大影响。若配方中含有维

23、生素或热敏性的添加剂，则在乳化后较低温下加入，以确保其活性，但应注意其溶解性能。,（3）乳化和冷却,3.2 乳化作用,60,乳化后，乳化体系要冷却到接近室温。卸料温度取决于乳化体系的软化温度，一般应使其借助自身的重力，能从乳化锅内流出为宜。也可用泵抽出或用加城市空气压出。冷却方式一般将冷却水通入乳化锅的夹套内，边搅拌、边冷却。,（4）冷却,（5）陈化和灌装,一般贮存陈化一天或几天后再用灌装机灌装。灌装前需对产品进行质量评价。,3.2 乳化作用,61,5.2 乳化剂加入的方式,（1）乳化剂在水中法 将乳化剂加入水中构成水相，然后在激烈搅拌下加入油相，形成乳状液 （2）乳化剂在油中法 当乳化剂使用

24、非离子型表面活性剂时，常将乳化剂溶于油中。然后再将油相加入水中（形成O/W型），或将水相加入油中（形成W/O型）,3.2 乳化作用,62,（3）初生皂化法 若配方中使用脂肪酸，则将脂肪酸溶于油相中，而将碱溶于水中，两相混合，即在界面形成皂，而得到稳定乳状液。可制备W/O型和O/W型。,3.2 乳化作用,63,（4）油水混合法 将亲油性的乳化剂溶于油相，亲水性的乳化剂溶于水相，乳化在第三容器内（或流水作业线之内）进行。每一相以少量而交替地加于乳化容器中，至其中某一相已加完，另一相余下部分以细流加入。若作用流水作业系统，则水、油两相按一定比例投入系统中。,3.2 乳化作用,64,5.3 乳化方法,（1）转相乳化法 在一较大容器中制备好内相，乳化就在此容器中进行。将已制备好的另一相（外相），按细流形式或一份一份地加入。首先形成W/O型乳状液，水相继续增