【技术交流】乳化体的不稳定性及提高稳定性的方法

2017.01.04

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化妆品生产时，乳化是乳化体系中必不可少的环节，乳化体的稳定决定产品的质量，所以我们对乳化体的不稳定性尤其关注。

乳化体的不稳定性有几种表现形式：絮凝（flocculation）、聚结（coalesce）和分层，或分层与变型同时发生。各种不稳定形式的作用机理是不同的。

一、絮凝

乳化体中分散相的液滴聚集成团，形成液滴的簇成为絮凝（flocs），这个过程称为絮凝作用。一般情况下，絮凝物的液滴大小和分布没有明显的变化，不会发生液滴的聚结。絮凝作用是由于液滴之间的吸引力引起的，这种作用往往较弱，因而絮凝过程也可能是可逆过程，搅动可使用絮凝物重新分散。引起液珠之间聚集的范德华力和液珠带电后产生双电层斥力聚集起阻碍作用之间的平衡决定絮凝过程的速度和可逆程度。对于某一给定的体系，存在一个临界滴数浓度（或者相体积分数），低于该临界浓度时，乳化体对于絮凝作用是稳定的；高于该临界浓度时，乳化体更倾向与絮凝。如果絮凝物和介质之间的密度差足够大，则可能使乳化体分层加速。如果乳化体浓度较大，黏度会因为絮凝而显著增加。

二、聚结

在乳状液中，当两个液滴相接触时，液滴之间形成薄的液膜或称滑动的夹层（lamella），由于膜的某些部位受外界条件的影响，液膜的厚度会发生波动，局部区域会变薄液膜破坏，形成大液滴，这样的过程称为聚结（coalescence）。聚结是不可逆的过程，它会导致液珠数目的减少和乳液的完全破坏——油水分离。聚结作用改变了液珠的大小分布。絮凝是聚结的“前奏”，聚结是乳化体被破坏的直接原因。

聚结过程是叫复杂的，包括在絮凝物中液滴之间连续相薄的液膜消失的过程。一般需要考虑液——液膜体系中的作用力和液膜厚度等局部变化的动力学因素。

三、分层

由于油相和水相的密度不同，在重力的作用下液珠将上浮或下沉，在乳化体中建立平衡的液滴浓度梯度，这个过程称为分层。虽然分层使乳化体的均匀性遭到破坏，但是乳化体并未真正被破坏，。往往液滴密集低排列在体系的一端（上层或下层），分成两层，一层中分散相比原来多，而另一层一连续相为主，分散相浓度较低。例如，牛奶分层后是上浓下稀，上层中分散相含量比下层多，其体积分数约为35%：8%。一般情况下，分层过程液滴大小和分布不改变，只是建立平衡液滴浓度梯度。由于重力作用引起的分层，其沉降速度与内外相的密度差，外相的黏度。液珠的大小等因素有关。

四、破乳

乳化体是一种热力学不稳定的体系，最终平衡应该是油水分离，分层，破乳是其必然结果。但是要实现完全破乳也是不容易的。破乳与分层或者变型可以同时发生，一般乳化体至破乳经过絮凝或聚结过程。

五、变型

乳化体由于乳化条件改变可由W/O转变为O/W，或者由O/W转变为W/O，这种过程称为变型。变型是乳化过程重要的现象。它对乳化体的稳定性有很大的影响。

提高乳化体稳定性的方法

提高乳化体的稳定性可以从一下五个方面考虑：

1、降低水油界面的表面张力。乳化剂的加入会吸附在界面上从而降低其界面张力，使乳化体处于较为稳定状态；

2、形成坚韧的界面膜。例如蛋白质类的乳化剂就是在分散液低表面上形成一层机械保护膜，阻碍液滴破坏；

3、液滴带电，产生静电斥力；

4、分散相具有较高的分散度和较小的体积分数；

5、分散介质具有较高的黏度，以减慢分散相聚结的速度。例如羧甲基纤维素加入O/W型乳化体系中能够提高其稳定性。