化妆品配方设计7步
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第一节 乳化体基本类型

一、两种基本类型

乳化体中以液珠或其他形式被分散的一相,称为分散相(或称内相、不连续相);另一相是连成一片的,称为分散介质(或称外相、连续相)。常见的乳化体一相是水或水溶液(水相),另一相是与水不相混溶的相(有机相,通称“油相”)。外相为“水”,内相为“油”的乳化体叫作水包油型乳化体,以O/W表示。外相为“油”,内相为“水”的乳化体则称为油包水型乳化体,以W/O表示。两种乳化体基本类型示意图见图2-1。

图2-1 两种乳化体基本类型的示意图

O/W型和W/O型乳化体单纯从外观很难加以区别。两种类型乳化体常用的鉴别方法有如下几种。

(1)稀释法 乳化体容易被外相(分散介质)稀释,而不容易被内相稀释。因此,用水或油对乳化体作稀释试验。容易分散于水的乳化体为O/W型乳化体;反之,不容易分散于水,而容易分散于油的乳化体为W/O型乳化体。

(2)电导法 水的电导强于一般油类的电导。如对乳化体进行电导测量,导电性好的且与水相电导相近的即为O/W型;导电性差的且与油相电导相近的即为W/O型。可用电导仪或简单电路进行测量。

(3)染色法 将少量油溶性染料(如苏丹红Ⅲ)和水溶性染料(如甲基蓝或甲基橙)分别撒于乳化体中,如果油溶性染料不扩散溶开,而水溶性染料扩散溶开,可认为乳化体的外相为水相,乳化体为O/W型。如果情况相反,则为W/O型乳化体。

(4)滤纸润湿法 将乳液滴在滤纸上,如果是O/W型乳化体,液滴迅速铺开,在中心留下小油滴;相反,如果是W/O型乳化体,则液滴不铺展。如滤纸事先浸有质量分数为20%的CoCl2溶液,试验前干燥滤纸,如果滴上乳化体是O/W型乳化体,液滴周围立即变成紫色;如果是W/O型乳化体颜色不变,仍为蓝色。但此法对于某些易在滤纸上铺展的油(如苯、环己烷和甲苯等)所形成的乳化体不适用。

此外,还有其他方法可判定乳化体的类型,如利用油、水的折射率不同的光学方法;还有可从乳化体所使用的乳化剂来进行判定等。总之,可利用乳化体的油相与水相对电、光、药剂等不同的物理、化学特性来予以判定。

二、乳化体的一般性质

乳化体基本上是不稳定的体系,一部分是粗分散体,一部分是胶体。乳化体的性质具有粗分散体和胶体的规律特点。

1.乳化体的外观

一般乳化体的外观常呈乳白不透明液状,这种外观与分散相质点的大小有密切的关系。根据经验,可以把分散相液珠的大小与乳化体外观的关系列于表2-1中。一般乳化体分散相的直径范围0.1~10μm。其实很少有乳化体的液珠直径小于0.25μm。

表2-1 分散相和乳化体外观

由于分散相与分散介质的折射率一般不同,光照射在分散质点上可以发生折射、反射、散射等现象。当液珠直径大于入射光的波长时,主要发生光的反射,也可能有少量的折射和吸收。当液珠直径远远小于入射光的波长时,则光可以完全透过,或部分被吸收,体系表现为透明状。介于上述两种情况之间,体系呈半透明状。一般可见光波长范围为0.4~0.8μm,因此,乳化体中光反射比较显著,呈不透明乳白状。

一种乳化体中的液珠(分散相)大小并不是完全均匀的,一般是各种大小皆有,而且有一定的分布,图2-2即为油酸钠稳定的黏性石蜡油在水中的液状分散相粒径分布。乳化体基本上是不稳定的体系,它的液珠大小分布随时间的变化关系常被用于衡量乳化体稳定性。一般是从小质点比较多的分布变为大质点较多的分布,即分布曲线的最大峰向质点变大的方向移动,并且分布曲线变得更分散。但在某些情况下,乳化体的质点大小分布会变得更为集中,即质点虽然随时间变得越来越大,但却变得较为均匀。

图2-2 油酸钠稳定的黏性石蜡油在水中的液状分散相粒径分布

2.黏度

乳化体系作为一种流体,黏度是其重要的宏观性质之一。对于化妆品乳化体来说,黏度是其产品控制的重要指标,只有符合规定的黏度要求并且在规定的时间内保持黏度不变的化妆品,方可上市。当分散相的浓度不大时,乳化体的黏度主要由分散介质来决定,分散相对黏度的影响较小。当分散相的浓度较大时,乳化体的黏度影响因素较为复杂,涉及一系列的流变特性问题。

3.乳化体的电性质

乳化体的电性质主要是电导率,其电导率主要取决于乳化体连续相的性质,O/W型乳化体的电导率比W/O型乳化体大。此种性质常被用于辨别乳化体的类型,研究乳化体的转型过程,判断O/W乳化过程是否完成(即电导率恒定不变)。乳化体分散相质点在电场中移动(即电泳),可以提供与乳化体稳定性有关的质点带电的情况。

三、乳化体在化妆品中的应用

为皮肤补充水分和提供营养是化妆品最基本、最主要的作用。若将水直接涂于皮肤表面,则很难被皮肤吸收,而且很快就会蒸发掉,无法为皮肤提供足够的水分,无法保证皮肤适宜的水分含量,不利于保持皮肤的柔润和健康。同时,许多营养性成分在水中的溶解性不好,只能将其溶于油中,才能被皮肤吸收利用。相反,如果在皮肤上直接涂上油膜,虽能抑制水分的蒸发,但显得过分油腻,且过多的油会阻碍皮肤的呼吸和正常的代谢,不利于皮肤的健康。由此可见,单独地在皮肤上喷洒水分或涂抹油分都不利于皮肤的保湿和正常生理功能的进行。既含有油分又含有水分的乳化体恰好能解决此问题:既可以给皮肤补充水分,又可以在皮肤表面形成油膜,防止水分的过快蒸发,也不致过分油腻,且配制乳化体时添加有表面活性剂,易于冲洗。大部分化妆品是同时含有油和水的乳化体,如雪花膏、冷霜、润肤霜、营养霜和各种乳液等。

应用于化妆品的乳化体主要是W/O和O/W的两种基本类型。两种不同的类型会给肌肤带来不同的感官特点。O/W型乳化体有较好的铺展性,使用时不会感到油腻,有清新感觉,但净洗效果和润肤作用方面不如W/O型乳化体。W/O型乳化体具有光滑的外观、高效的净洗效果和优良的润滑作用,但油腻感较强,有时还会感到发黏。