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        乳化與破乳化

        乳化
        乳化的概念:
          乳化是液-液界面現象,兩種不相溶的液體,如油與水,在容器中分成兩層,密度小的油在上層,密度大的水在下層。若加入適當的表面活性劑在強烈的攪拌下,油被分散在水中,形成乳狀液,該過程叫乳化。
          乳化理論:
          乳狀液是化妝品中**廣泛的劑型,從水樣的流體到粘稠的膏霜等。因此,乳狀液的討論對化妝品的研究和生產及保存和使用有著極其重要的意義。
          一、乳狀液概述
          乳狀液(或稱乳化體)是一種(或幾種)液體以液珠形式分散在另一不相混容的液體之中所構成的分散體系。
          乳狀液中被分散的一相稱作分散相或內相;另一相則稱作分散介質或外相。顯然,內相是不連續相,外相是連續相。
          乳狀液的分散相液珠直徑約在0.1-10μm,故乳狀液是粗分散體系的膠體。因此,穩定性較差和分散度低是乳狀液的兩個特征。 兩個不相混容的純液體不能形成穩定的乳狀液,**要加入第三組分(起穩定作用),才能形成乳狀液。例如,將苯和水放在試管里,無論怎樣用力搖蕩,靜置后苯與水都會很快分離。但是,如果往試管里加一點肥皂,再搖蕩時就會形成象牛奶一樣的乳白色液體。仔細觀察發現,此時苯以很小的液珠形式分散在水中,在相當長的時間內保持穩定,這就是乳狀液。這里稱形成乳狀液的過程為乳化。而稱在此過程中所加入的添加物(如肥皂)為乳化劑。
          在制備乳狀液時,通常乳狀液的一相是,另一相是極性小的有機液體,習慣上統稱為“”。根據內外相的性質,乳狀液主要有兩種類型,一類是油分散在水中,如牛奶、雪花膏等,簡稱為水包油型乳狀液,用O/W表示;另一種是水分散在油中,如原油、香脂等,簡稱為油包水型乳狀液,用W/O表示。這里要指出的是,上面講到的油、水相不一定是單一的組分,經常每一相都可包含有多種組分。除上述兩類基本乳狀液外,還有一種復合乳狀液,它的分散相本身就是一種乳狀液,如將一個W/O的乳狀液分散到連續的水相中,而形成一種復合的W/O/W型乳狀液。
          乳狀液的外觀一般常呈乳白色不透明液狀,乳狀液之名即由此而得。乳狀液的這種外觀是與分散相粒子之大小有密切關系。由膠體的光學性質可知,對一多分散體系,其分散相與分散介質的折光率一般不同,光照射在分散微粒(液滴)上可以發生折射、反射、散射等現象。當液滴直徑遠大于入射光的波長時,主要發生光的反射(也可能有折射、吸收),當液滴直徑遠小于入射光波長時,則光可以完全透過,這時體系呈透明狀。當液滴直徑稍小于入射光波長時,則有光的散射現象發生,體系呈半透明狀。一般乳狀液的分散相液滴直徑的大小大致在0.1-10μm(甚**更大)的范圍,可見光波長為0.40-0.76μm,故乳狀液中的反射較顯著,因而一般乳狀液是不透明的乳白色液體。這就是乳狀液的微粒大小與外觀之關系。對于液滴的直徑在0.1μm以下的液-液分散體系,其外觀是半透明的和透明,而不呈乳液狀,常稱為“微乳狀液”,它的性質與乳狀液有很大不同。
          二、乳化原理和乳狀液的穩定性
          1、 乳化原理在制備乳狀液時,是將分散相以細小的液滴分散于連續相中,這兩個互不相溶的液相所形成的乳狀液是不穩定的,而通過加入少量的乳化劑則能得到穩定的乳狀液。對此,科學工作者從不同的角度提出了不同的理論解釋,這些乳狀液的穩定機理,對研究、生產乳狀液的化妝品有著重要的理論指導意義。
         ?。?) 定向楔理論 這是1929年哈金斯(Harkins)早期提出的乳狀液穩定理論。他認為在界面上乳化劑的密度**大,乳化劑分子以橫截面較大的一端定向的指向分散介質,即總是以“大頭朝外,小頭朝里”的方式在小液滴的外面形成保護膜,從幾何空間結構觀點來看這是合理的,從能量角度來說是復合能量**低原則的,因而形成的乳狀液相對穩定。并以此可解釋乳化劑為一價金屬皂液及二價金屬皂液時,形成穩定的乳狀液的機理。
          乳化劑為一價金屬皂在油-水界面上作定向排列時,以具有較大極性頭基團伸向水相;非極性的碳氫鍵深入油相,這時不僅降低了界面張力,而且也形成了一層保護膜,由于一價金屬皂的極性部分之橫界面比非極性碳氫鍵的橫界面大,于是橫界面大的一端排在外圈,這樣外相水就把內相油完全包圍起來,形成穩定的O/W型的乳狀液。而乳化劑為二價金屬皂液時,由于非極性碳氫鍵的橫界面比極性基團的橫界面大,于是極性基團(親水的)伸向內相,所以內相是水,而非極性碳氫鍵(大頭)伸向外相,外相是油相,這樣就形成了穩定的W/O型乳狀液。 這種形成乳狀液的方式,乳化劑分子在界面上的排列就像木楔插入內相一樣,故稱為“定向楔”理論。
          此理論雖能定性的解釋許多形成不同類型乳狀液的原因,但常有不能用它解釋的實例。理論上不足之處在于它只是從幾何結構來考慮乳狀液的穩定性,實際影響乳狀液穩定的因素是多方面的。何況從幾何上看,乳狀液液滴的大小比乳化劑的分子要大得多,故液滴得曲表面對于其上得定向分子而言,實際近于平面,故乳化劑分子兩端的大小就不是重要的,無所謂楔形插入了。
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