微乳化技术及其在化妆品中的应用

日期: 栏目:常识 浏览:5

微乳化技术及其在化妆品中的应用

一、前言

乳化技术在化妆品配制中具有极其重要的地位,乳化剂的选择和配制的工艺直接决定了产品的质量和性能。随着对乳化体系研究的不断深入,人们发现了一种新的乳化现象―微乳化。自从1943年Hoar和Schulman发现热力学稳定的油―水―表面活性剂―助表面活性剂均相体系并于1959年正式命名为微乳液以来,微乳的研究获得了长足的发展,特别是90年代以来,微乳化技术已经渗透到了日用化工、精细化工、石油化工、生命科学及环境科学等多个领域,成为现在热门的、具有巨大应用潜力的实用技术。

二、微乳化技术

微乳液(microemulsion)是两种互不相溶液体形成的热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散体系,微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的微滴所构成。

1、微乳液与乳液的不同

(1)一般乳状液的分散相液滴直径的大小在0.1-10μm(甚至更大)的范围,可见光的波长为0.4-0.8μm,故乳状液中光的反射较显著,而呈不透明的乳白色状。而微乳液分散相质点非常小,一般液滴的直径在0.1μm以下,其外观是半透明的和透明的,而不呈乳白色。

(2)在结构上,微乳液也有O/W型和W/O型,类似于普通乳状液。但与普通乳液有根本的区别,普通乳状液是热力学不稳定体系,分散相质点大,不均匀,靠表面活性剂或其它乳化剂维持动态稳定,在存放过程中会发生聚结而最终分成油、水两相;而微乳液是热力学稳定体系,分散相质点很小,不会发生聚结,即使在超离心作用下出现暂时的分层现象,一旦取消离心力场,分层现象既消失,还原到原来的稳定体系。

(3)普通乳状液一般不能自发形成,需要外界提供能量,如经过搅拌、超声粉碎、胶体磨处理等才能形成;而微乳液的形成是自发的,不需要外界提供能量。

(4)表面活性剂界面张力不同。微乳液在本质上仍是胶团溶液,在其体系中,油-水界面张力往往低至不可测量。

(5)增溶比例不同。微乳体系中增溶比例远远大于普通乳状液,可以同时增强表面活性剂的亲水、亲油作用,特别对于液体体系,应用特别广泛。

因为微乳液有很多不同于普通乳状液的性质,随着应用领域的扩展,对它的研究越来越引起人们的重视。

2、微乳化剂的选择

有很多的表面活性剂经过特殊处理和特别配比,可以产生微乳体系。常用的可用于产生微乳体系的表面活性剂有聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬脂基醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚氧丙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物、苯甲酸脂肪醇盐、斯盘、吐温、聚甘油脂肪酸酯、植物甾醇聚氧乙烯醚等。

在微乳液中,常常需要加入助表面活性剂。当表面活性剂分子之间存在着较强的相互作用时,会形成不溶的结晶或液晶。在硬的液晶结构中,供增溶作用可利用的空间较小,形成液晶会限制增溶作用。在微乳液中,不希望形成液晶相,因此常常加入中、短链醇类作为助表面活性剂。

在选用微乳状液使用的表面活性剂和辅助表面活性剂时,不仅要考虑增溶作用的效果,而且也需要注意到毒性和刺激性等,配制化妆品所用的表面活性剂必须对人体无害,这就大大限制了所用的表面活性剂品种。

3、微乳体系的配制

因为化妆品的成分比较复杂,为了配置成清亮透明的微乳液,需要依据化妆品中油性成分的结构和性能不同,选择合适的表面活性剂,并研究由它们构成的微乳体系的相行为,目前有关微乳化妆品的组成和应用的消息多数出现在专利中。

微乳状液的形成一般有一较普遍的规律,即除油、水主体及作为乳化剂的表面活性剂外,还须加入相当量的极性有机物(一般为醇类),而且要保持表面活性剂和极性有机物一定的浓度,此种极性有机物称为微乳状液体系中的辅助表面活性剂。微乳状液就是由油、表面活性剂、辅助表面活性剂和水所组成,以下以制备O/W型微乳状液为例。

制备O/W型微乳状液的方法和步骤通常包括以下几方面:

① 选择一种稍溶于油相的表面活性剂;

② 将选择的表面活性剂溶于油相,其用量为足以产生O/W型乳状液;

③ 用搅拌的方法将油相分散于水相中;

④ 添加水溶性的表面活性剂,产生透明的O/W型乳状液。

三、微乳化技术在化妆品中的应用

绝大多数化妆品是由多种成分复配而成,这是因为油性物和水性物混合使用比油性物单独使用更适应皮肤的感官,可以使微量成分均匀地涂敷在皮肤上,并可以通过调节油性物/水性物比例等,使产品适应不同的皮肤状况。在未发现表面活性剂的增溶作用之前,曾广泛使用乙醇、甘油等组分来增加油性物的溶解度,使化妆品透明化。现在,利用表面活性剂配制成乳状液,更理想的是配制成微乳状液,因可以少用或不用有机溶剂而越来越受到人们的欢迎。

1、微乳化技术的优点

微乳化妆品比起乳状液化妆品来有很多明显的优点,主要有以下几方面:

① 因为是热力学稳定体系,微乳的制备方法较为简单;

② 由于它是光学透明的,任何不均匀性或沉淀物的存在容易被发觉;

③ 可以长期储藏而不分层;

④ 由于微乳液良好的增溶作用,可以制成含油分较高的产品;

⑤ 由于微乳液颗粒细小,更易扩散和渗透进入皮肤,从而提高有效成分的利用率。

2、微乳化技术的缺点

目前,在国内外市场中,乳状液化妆品还占据着绝大多数市场份额,微乳液化妆品无论从品种还是产量上都相对较少,因为其自身也存在着一些缺点。

① 微乳状液的粘度一般较低,增加粘度常常会导致透明度和稳定性的损失,从市场销售考虑,人们会误认为粘度低有效物成分少;

② 微乳状液表面活性剂含量高,也会产生一些不良的作用,特别是对于一些肌肤敏感的人们;

③ 可用于制成微乳体系的表面活性剂还较少,人们对其构成和配比研究还不深入;

④ 缺乏对微乳化工艺过程的研究。

以上这些因素限制了微乳状液在化妆品中的应用。

3、微乳化技术在化妆品中的应用

微乳状液在化妆品中的应用,目前较重要的一个方面是香精和精油的增溶。在一些产品中,需要增溶香精和精油,如古龙水、须后水、皮肤清新剂、喷雾乳液、营养液和漱口水等。这类制剂一般为水-乙醇体系。然而,使用高含量的乙醇成本高,蒸发快,有气味并对皮肤有刺激作用,使用时会引起不适,如果使用微乳液,就可以很好地解决这个问题。

微乳体系在一些透明的产品中应用较多,在膏霜中应用相对受到限制,因为传统膏霜是乳白色不透明体系,加入增稠剂和其它成分会导致微乳体系的部分破坏,很多研究机构正在致力于这方面的研究。事实上,确定一个体系是否是微乳状态是很复杂的过程,不能单纯地以液滴(颗粒)的大小或溶液是否透明来衡量。但有一点可以肯定,利用微乳技术研制的膏体,尽管有些指标目前不能完全达到微乳液的标准,但是仍然可以显著改善体系的细度和吸收性。

随着研究的深入,微乳液的形成也不再依靠大剂量表面活性剂,据Shyam Gupta博士最新研究表明,仅用0.1-0.2%的Inuter表面活性剂(一种疏水性菊粉)和0.5%的GMSSE(辅助乳化剂)和实验室混合设备就可将30%的油脂混合物(包括癸酸/辛酸甘油三酯混合物、烷醇苯甲酸酯、可可酯、牛油树脂、蜂蜡、聚二甲基硅氧烷、环聚甲基硅氧烷和鲸蜡醇)与水乳化,生产出快速吸收的用后实际上没有油腻感的微乳液,这使得微乳液体系不再依靠大剂量的表面活性剂成为现实。

近年来,化妆品和疗效化妆品中使用的活性物和药物日益增多,一般活性物和药物的结构较复杂,溶解度较小,需达到一定的浓度才有效,活性物和药物增溶已成为这类制剂重要的工艺问题,应用微乳化技术将很好地解决这个问题。可以预见,随着研究的深入和产品开发的需要,微乳化技术必将在日用化工上得到更广泛的应用。

本文地址:https://caijingdemo.com/changshi/76593.html

标签: