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摘要:本文主要借助试验的方式对乳化剂组合和配比等问题进行探讨,结果得出了最佳的乳化剂组合和配比模式。在最佳乳化剂组合和配比模式下会极大提升化妆品的稳定性。
关键词:化妆品;稳定性;多重乳状体系;研发参数
多种乳化体系中的重要构成部分就是多重乳化体,O/W/O型和W/O/W型乳状体是研究最为常见的内容。多重结构乳状体结构较为独特,尤其是在化妆品行业中被广泛应用[1-2]。以下是笔者借助试验的方式探讨的乳化剂组合和配比的最佳模式,目的是进一步提升多重乳化体化妆品的稳定性。
1试验内容
1.1试验材料
试验试剂:MINERAL OIL、CETIOL CC、聚二甲基硅氧烷、甘油、山梨坦硬脂酸酯、丁二醇、鲸蜡基、Volpo S21 /EM1207、Tween60、黄原胶等,以上材料均为化妆品级;此外还有食品级的氯化钠[3]。
试验设备:美国公司生产的电子天平,型号BL3100A;德国生产的均质器、搅拌器型号分别为T25 Digital Ultra-TURRAX、RW20;中国生产的水浴锅型号HWS24。
1.2实验步骤
制备W/O(初乳)是多重乳状液第一步制备过程。该步骤所需原料有水相的包括去离子水、氯化钠、甘油、丁二醇、黄原胶,质量分数分别为余量、0.5、5.0、3.0、0.05,油相内容有EM 90、(Span60)山梨坦硬脂酸酯、MINERAL OIL、CETIOL CC、聚二甲基硅氧烷、防腐剂、地蜡、赋香剂,质量分数分别为2.5、15.0、10.0、3.0、1.5、0.5、0.5。乳化温度调节为70℃,溶解水相原料和油相原料,并按照3 000 r/min转速搅拌,温度降至45℃后,将防腐剂、赋香剂加入,搅拌均匀待用。步骤二:制备多重乳状体。水相主要包括去离子水、卡波姆、甘油、丁二醇、聚山梨醇酯-60、硬脂醇聚醚-21、初乳、氨甲基丙醇、防腐剂、赋香剂,质量分数分别为余量、0.6、5.0、3.0、0.5、0.5、35.0、0.36、0.5、0.05,乳化温度50℃,原料溶解后加入初乳,以800 r/min的速度加搅拌,时间25min,温度降为45℃后将PH调节剂、防腐剂、赋香剂加入,行真空脱泡处理。
1.3稳定性评价参数
多重乳状体被制备出来后,放置在相应的环境中,如-5℃的低温环境下、25℃的常温环境下、48℃的高温环境下,参照物质的分层情况判断它的稳定性[4]。
2结果及分析
2.1多重乳状体稳定性受乳化剂组成和用量的影响
亲油性的乳化剂Ⅰ和亲水性的乳化剂Ⅱ是两种类型的乳化剂。聚合物类的乳化剂可以将面膜强度和稳定性提升,但是要严格控制该类乳化剂的用量。制备W/O/W,对乳化剂Ⅰ的需求量较大,此时该类型的乳化剂浓度会升高,该情况下乳滴破裂的速度较之前变慢,多重乳状体形成速度较快。其HLB值平均要在5.5左右。但是乳化剂Ⅰ不能出现太高的情况,以免加快乳化剂Ⅱ增溶作用,降低多重乳化体的稳定性,因此常规用量可在4%-12%之间[5]。构成界面膜的相互作用是选择乳化剂Ⅱ时要考虑的因素,选择出现偏差会形成O/W型,其HLB值1>15,乳化剂以非离子型为主,该情况下多重乳化体的稳定性会明显增强。常规情况下,乳化剂Ⅰ和Ⅱ的质量比要>5。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此本次试验中乳化剂的HIB值如下所示,乳化剂Ⅰ商品名分别是SPAN60、BRIJ72、ABIL EM90,HIB值分别为4.7、4.9、5.0,乳化剂Ⅱ商品名分别是TWEEN6、BRIJ721、TWEEN20,HIB值分别为14.9、15.5、16.7。其最佳乳化剂组合和配比为2.5%的Span60(和)EM 90构成乳化剂Ⅰ;0.5%的Tween60(和)Volpo S21 /EM1207构成乳化剂Ⅱ。
2.2多重乳状体稳定性受乳化温度的影响
第一步乳化温度对多重乳状体稳定性的影响如下分析,制备成的多重乳状体在常温、低温以及高温环境下放置半个月,其稳定性表现为伴随温度的升高而升高。但是当温度达到80℃以后,稳定性又会下降。初乳稳定性关系多重乳状体的稳定性,前者稳定性增高,后者稳定性也会增高。但是当温度过高或者过低时,多重乳状体稳定性会受影响,因而第一步最佳温度为70℃。第二步多重乳状体稳定性伴随温度的上升也呈现出上升的趋势,但是温度在45℃时,此种稳定性是最高的,一旦超过该温度多重乳状体稳定性又会下降。分析其原因是温度上升,乳液表面张力降低,非离子表面活性剂溶解度下降,降低了稳定性。因而第二步最佳温度为45℃。
2.3多重乳状体稳定性受搅拌速度的影响
第一步多重乳状体稳定性逐步增加时的搅拌速度是在1000r/min升至3000r/min,不管是放置在何种温度区间下,该阶段多重乳状体的稳定性都是不断上升的。多重乳状体稳定性不再出现变化的情况是在搅拌速度超过3000s/min。第一步操作中制造出来的初乳,该物质的稳定性与多重乳状体的稳定性有关。搅拌速度影响剪切力强度,在搅拌转速较低的情况下,剪切强度不足,会降低多重乳状体的稳定性。因此第一步最佳搅拌转速为3000r/min。搅拌速度是在200r/min上升到600r/min此时多重乳状体稳定性是逐步上升的。但是当转速超过600r/min时,多重乳状体稳定性又会呈现出下降的趋势。因为该阶段转速过大多重乳状体的离子会出现破裂,降低稳定性。因此第二步最佳搅拌转速为600r/min。
2.4多重乳状体稳定性受搅拌时间的影响
搅拌时间从5min上升到25min此种情况下多重乳状体稳定性是不断增加的,其稳定性达到最大值是在第一步搅拌时间为25min时,超过该时间,物质的稳定性不会出现新的变化。因为搅拌时间大于25min时,乳状体发生完全乳化,稳定性不会受搅拌时间的延长而出现变化。因此25min为制备初乳的最佳搅拌时间,从15min上升到25min是W/O/W制备的最佳搅拌时间,此时该物质无论处于何种环境下,搅拌时间从15min上升到25min的阶段稳定性都在提升。25min时稳定性最强。大于25min,稳定性会呈现出下降的趋势。因为一定时间内的搅拌会增加稳定性,但搅拌时间不断延长,粒子出现破裂降低了稳定性。因此第二步最佳搅拌时间为25min。
3结论
综上所述,最佳乳化剂组合和配比为2.5%的Span60(和)EM 90构成乳化剂Ⅰ;0.5%的Tween60(和)Volpo S21 /EM1207构成乳化剂Ⅱ。且搅拌速度第一步和第二步分别为3000r/min和600r/min,搅拌时间在25min是多重乳状体的稳定性最强。
参考文献
[1]孟潇,陈庆生,龚盛昭.用于化妆品的稳定多重乳状体系的研发[J].香料香精化妆品,2016,(6):35-39,43.
[2]文静,朱丹,杨雪芳, 等.利用超声法制备纳米级的多重结构乳状液及其表征[C].//第十一届中国化妆品学术研讨会论文集.上海应用技术学院,2016:211-218.
[3]商乃德,邹明华.用于延缓交联的多重乳状液交联剂体系研究[J].内江科技,2016,37(2):63-65.
[4]朱丹,吴升炜,张婉萍, 等.含维生素C的水包油包多元醇多重结构乳状液的制备[J].化学世界,2019,60(4):227-235.
[5]董晓斌,张大猷,张利雄.不同结构和形貌非球形多重乳液液滴的微流体制备[J].南京工业大学学报(自然科学版),2017,39(4):53-59.
论文作者:张庆
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/25
标签:稳定性论文; 乳化剂论文; 乳状论文; 温度论文; 初乳论文; 组合论文; 时间论文; 《科学与技术》2019年第08期论文;