乳化與破乳技術(shù)
**節(jié) 乳化劑的選擇
生產(chǎn)乳狀液**重要的一步是從成千上萬種不同的商業(yè)乳化劑中選擇適合的乳化劑,**普遍應用的乳化劑是陰離子乳化劑和非離子乳化劑或者是兩者的結(jié)合物。
乳化劑的選擇受多種因素的影響,shou先要基于乳狀液的類型(水包油或油包水),而且乳化劑必須與油和水相中的成分都相適應。在選擇乳化劑時,對于水包油乳狀液通常是一價皂,高價皂用在油包水體系中,鈉皂的應用通常不采用,因為它們的堿性太強,當呈現(xiàn)中性時,會造成一種硬皂,皂的溶解度有限,鉀鹽或更典型的烷鏈醇銨皂(如二乙醇銨或三乙醇銨)很輕且溶解性更強,硬脂酸三乙醇銨鹽是應用**廣泛的一種,作為乳化劑,它很便宜而且品種多,但它會刺激人的皮膚,隨著時間變長而成為凝膠,并且產(chǎn)品中可能形成亞硝銨,這就降低了這種乳化劑應用的普遍性。
選擇乳化劑還必須考慮許多其他因素,例如,對皮膚要溫和適應,顏色氣味和潤濕性,同時還要考慮到在每相中乳化劑的穩(wěn)定性,被選擇的乳化劑**少在一相中是可溶的,如果在任何一相中都不溶,那么乳狀液就不能形成。歷史上,像蜂蠟或羊毛脂這樣的天然材料只能形成油包水的乳狀液,這些天然材料會因時間不同和生產(chǎn)者的不同在價格和乳化能力上有一定差別。
在非離子乳化劑范圍中,乙氧基化物和沒有進行乙氧基化的物質(zhì)有很大差別,其中包括脫水山梨醇,脂肪類乙氧基化胺,乙氧基化脂肪酸及它們的酯和烷基酚乙氧基化物,應用于美容方面選擇性較窄,因為要考慮這些材料對人的安全性,特別是對眼睛和皮膚的刺激要多加考慮。**快選擇一種乳化劑的方法就是利用生產(chǎn)者的文字說明把新產(chǎn)品加入配方檢驗,另一種方法是用HLB檢測。
表面活性劑是多功能的,其乳化作用的能力、產(chǎn)生乳狀液的類型和穩(wěn)定性不僅與表面活性劑的類型和濃度有關(guān),而且與體系中各組分之間的配伍性有關(guān)。RosenMYers提出了選擇用乳化劑的表面活性劑的原則。
(1)在所應用的體系中具有較高的表面活性,產(chǎn)生較低的界面張力,這就意味著該表面活性劑必須有遷移**界面的傾向,而不留存于界面兩邊的液相中。因而,要求表面活性劑的親水和親油部分有恰當?shù)钠胶?,這樣將使兩體相的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生某些程度變形。在任何一體相中有過大的溶解度都是不利的。
(2)在界面上必須通過自身的吸附或其他被吸附的分子形成相當結(jié)實的吸附膜。從分子結(jié)構(gòu)的要求而言,界面上的分子之間應有較大的側(cè)向相互作用力,這就意味著在O/w型乳狀液中,界面膜上親油基應有較強的側(cè)向相互作用,
(3)表面活性劑必須以一定的速度遷移**界面,使乳化過程中體系的界面張力及時降**較低值。某一特定的乳化劑或乳化劑體系向界面遷移的速度是可改變的,與乳化劑乳化前添加于油相或水相有關(guān)。
綜上所述,從乳化劑親水—親油平衡的角度,選擇乳化劑一般應有如下考慮;油溶性的乳化劑傾向于形成w/O型乳狀液,油溶性乳化劑與水溶性乳化劑的混合物產(chǎn)生乳狀液的質(zhì)量和穩(wěn)定性優(yōu)于單一乳化劑產(chǎn)生的乳狀液,油相的極性越大,乳化劑應是更親水的,被乳化的油類越是非極性,乳化劑應是更親油的。
第二節(jié) HlB值
用HLB檢測體系選擇乳化劑是**廣泛應用的一種方法,一種乳化劑HLB值反映了水相界面的親水親油平衡關(guān)系。
一、表面活性劑親水—親油平衡值(HLB)的概念
這個概念對選擇合適的表面活性劑有重要的意義,它將在一定的溫度下使給定的配料圓滿地乳化成乳液。這意味著表面活性劑的親水親油平衡值(HLB)在研究乳化劑、溶解作用、微乳液和其他的應用中是很有用的。
將這個概念用于以定量為基礎的方案已經(jīng)提出:Griffin和Davies提出的HLB值,Noore和Bell提出的H/L值,Greenwald等人提出的水值,Shinoda和助手提出的HLB溫度(或PIT,相轉(zhuǎn)化溫度),和Marszall提出的非離子表面活性劑的EIP(乳化劑轉(zhuǎn)相點)和Shinoda等人提出的離子表面活性劑的HLB組成。
在前三種提到的方案中,Griffin提出的HLB值被定名為HLB(值)法,應用**廣泛。然而,HLB值是一個與分子有關(guān)的值,例如,兩種溶劑存在不需考慮它們的性質(zhì),這是不適宜的,因為被吸附的表面活性劑的HLB在油/水界面隨油的類型、溫度、油和水相的添加劑等而改變。
對照這些探討,PIT(HLB溫度)是乳化劑和表面活性劑的特征性質(zhì),添加劑在溶劑中的影響、乳化劑混合物或油混合物的影響、分子結(jié)構(gòu)的影響等都反映了PIT并告訴我們?nèi)榛瘎┑腍LB在分界面是怎樣轉(zhuǎn)變的。乳化劑的真正HLB不僅反映了表面活性劑的結(jié)構(gòu)和組成,而且反映了油的類型、溫度等。