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乳化新技术--微乳化体系
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2024.02.23 江苏

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微乳液(microemulsion,ME)是由油相、水相、表面活性剂相(或含助表面活性剂)按照一定比例适配出可自发形成的澄清透明(或半透明)的热力学稳定的均匀分散体系(1959年,被Schulman等正式命名为微乳液)。

普通乳液是由水相和油相均匀混合而成的热力学不稳定体系,需要添加表面活性剂来长时间保持稳定,即便是加入了表面活性剂,普通乳液仍是热力学不稳定体系


微乳液与乳液的区分如表1所示:

①外观上,微乳液不同于普通乳状液,其外观呈透明或半透明状,有的甚至还带有明显的蓝色乳光;

②微乳液粒径大小均匀,分散度高,一般在10~100 nm范围内;而普通乳液的液滴粒径大于100 nm,且分布不均匀;

③普通乳状液的形成一般需要外界提供能量,如经过搅拌、超声粉碎和胶体磨处理等才能形成,而微乳液形成过程仅需要简单的搅拌或者摇晃,甚至是自发的,具有高效节能的特点;

④微乳液是热力学稳定的分散体系,其粒径在存放期间不会发生变化,能够长期放置。

微乳液主要分为油包水型(W/O 型,油为连续相)、水包油型(O/W 型,水为连续相)和双连续型(B.C.型,油和水均为连续相)三种微观构型(如图1)。

  Winsor相图法是研究微乳液相行为的经典方法之一,其对微乳液的类型进行了归类,其中WinsorⅠ型为水相与过量的油相组成的O/W型微乳液,WinsorⅡ型为油相与过量的水相组成的W/O型微乳液,WinsorⅢ型为过量的水相和过量的油相组成的双连续型微乳液(如图2)。

  常用的可以制备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、司盘、吐温、聚甘油脂肪酸酯、植物甾醇聚氧乙烯醚等。

O/W型微乳状液的制备方法

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乳状液。

骆宇璐等研究制备了以角鲨烷为油相将鼠李糖脂(从微生物利用植物油脂为主要原料发酵得到,其制备过程从原料到生产过程都十分吻合绿色化工的各项要求,且产品表面性能优秀)即作为表面活性剂又作为活性成分,与甘油组成混合表面活性剂制备出微乳体系,制备出的微乳精华改善皮肤的弹性并长时间锁住水分。

 

配方如表2所示,制备方法如下:将鼠李糖脂与甘油和水按照配比在60 ℃下超声溶解均匀混合后,使用漩涡振荡仪一边搅拌一边滴加角鲨烷。最终得到均一透明的鼠李糖脂微乳液,其在4 000 r/min下高速离心10 min仍不分层。

  总结:微乳液粒径小,肤感细腻,易于扩散和渗透进入到皮肤内,从而可以提高产品中功效成分的生物利用率,而且微乳液制备方便,稳定性高。因此,微乳液被很多广泛应用于护肤品中,用于改良产品外观,强化产品功效,最终达到提高化妆品产品质量(以微乳液形式制备的化妆品,具有良好的化妆品特性和高水合特性,用于皮肤后能减少刺痛和刺激,并带来良好的肤感),提升化妆品产品的使用体验的目的。

END

参考资料:

[1]杨哲,郭爽,张永民.微乳液的基本理论及应用[J].中国洗涤用品工业,2020,(08):81-89.

[2]张永民.微乳液在化妆品中的应用[J].中国洗涤用品工业,2018,(10):54-58.

[3]吴芳,彭晏,丁文锋.微乳液研究进展及其在化妆品中的应用[J].广东化工,2023,50(11):96-98+114.

[4]丛琳,李楚忠,邓慧等.微乳液技术的研究进展及其在化妆品上的应用[J].广东化工,2014,41(21):126-127.

[5]杜嘉蕊.菜籽油微乳液体系的构建及在日化产品中的应用研究[D].上海应用技术大学,2023.

[6]骆宇璐,孟琴.以鼠李糖脂制备微乳液及在化妆品中的应用[J].化学反应工程与工艺,2020,36(05):466-472.

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