化妆品中的乳化剂

化妆品乳化剂的选择方法
乳状化妆品是化妆品中最广的一种剂型，从稀薄的流体到粘稠的膏霜。

因此，乳状化妆品的乳化剂的选用对于化妆品的研究与生产以及保存和使用都有着极其重要的意义。

两个不相混溶的纯液体不能形成稳定的乳状液，必须要加入第三组分（起稳定作用），才能形成乳状液。

例如，将菜籽油和水放在烧杯里，无论怎样用力摇荡，静止后菜籽油和水很快就会分离。

但是，如果将烧杯里加一点洗洁精，再摇荡时就会形成象牛奶一样的乳白液体，而且这种乳状液可在相当长时间内保持稳定。

这里称形成乳状液的过程为乳化。

而制备稳定的乳状液（乳状化妆品）的一个关键问题就是如何选择一种合适的乳化剂，使产品（化妆品）符合要求，这是本文所要讨论的问题。

制备乳状液时，通常乳状液的一相是水，另一相是极性小的有机液体，习惯上统称为“油”。

根据内相外相的性质，乳状液主要有两种类型，一类是油分散在水中，简称为水包油型乳状液，用O/W 表示；另一类是水分散在油中，简称为油包水型乳状液，用W/O 表示。

这里要指出的是，上述的油、水两相不一定是单一的组分，经常是每一相都可能包含有多种成分。

除了上述两种基本乳状液外，还有两种复合乳状液，其分散相本身就是乳状液，如将一个O/W 的乳状液分散到连续的油相中，形成一种复合（O/W）/O 型的乳状液；或者将一个W/O 的乳状液分散到连续的水相中，形成一种复合的（W/O）/W 的乳状液。

在油相、水相的性质确定后，制备较稳定（比如放置三年）的乳状液最重要的条件是乳化剂的选择。

在诸多类型的乳化剂中，以表面活性剂的应用最为广泛。

一、乳化剂选择的一般原则
因油、水相成分的诸多变化性（如赋予不同功效诉求），以及要求形成乳状液的类型的多样性和特殊性［如是透明啫喱型（油水两相折光率相同时）还是白色乳霜型，是油包水型还是水包油型等］，实际上不可能找到一种通用的“万能”乳化剂。

因此，只能在指定油相、水相组成与性质及所要求的乳状液类型后通过适当的方法选择相对最优良的乳化剂。

具体选择原则如下:
（1）界面张力越大，两种液体越
不相溶，所以乳化剂要具有良好的表面活性和降低表面张力的能力。

（2）乳化剂分子或与其他添加物
在界面上能形成紧密排列的凝聚膜，在这种膜中分子有强烈的定向吸附性。

（3）乳化剂的乳化能力与其和油
相或水相的亲合能力有关。

亲油性越强的乳化剂越易得到W/O 型乳状液，亲水性越强的乳化剂越易得到O/W 型乳状液。

亲油性强的乳化剂和亲水性强的乳化剂混合使用时可以达到更佳的乳化效果。

与此相应，油相极性越大，要求乳化剂的亲水性越大；油相极性越小，要求乳化剂的疏水性越强。

（4）适当的外相粘度以减小液滴
的聚集速度。

V=2r2(ρ1 －ρ2)g/9η这里v 为液滴的沉降速度，r 为分散相液滴的半径，ρ1 、ρ2 为分散相和分散介质（连续相）的密度，η 为分散介质（连续相）的粘度。

由此公式可以得出，乳状液分散相和分散介质（连续相）的粘度越大，则分散相液滴运动的速度愈慢，这有利于乳液的稳定。

因此往往在连续相
中加入增稠剂（一般常以能溶于分散介质的高分子物质），以此来提高乳状液的稳定性。

二、选择乳化剂常用的方法
目前，用于乳化剂选择的方法主要有两种：HLB 值的方法( 亲水亲油平衡法) 和PIT 法( 相转变温度法)。

HLB值法适用于各种类型表面活性剂，PIT法是对HLB 法的补充，主要是对于非离子表面活性剂。

（1）HLB 值的方法
表面活性剂是一种两亲分子，具有又亲水又亲油得两亲性质，在制备乳状液时应根据欲得乳状液的类型选择乳化剂，所用油相不同对乳化剂的HLB 值的要求也不相同，乳化剂的HLB 值应与被乳化的油相所需一致。

要选择最佳的乳化剂首先要确定该体系乳化所需的
HLB 值，其次要找到效率最好的乳化剂混合物。

具体方法是任意选择一对HLB 值相差较大的乳化剂在一定范围内改变其HLB 值，求得效率最高的HLB 值后，改变复配乳化剂的种类和比例，但仍需保持此所需HLB 值，直至寻得效率最高的一对复配乳化剂。

另外一种简单的确定被乳化油所需HLB 值的方法是目测油滴在不同HLB 值乳化剂水溶液表面铺展情况。

当乳化剂HLB 值很大时油完全铺
展，随着HLB 值减小，铺展变得困难，直至在某一HLB 值乳化剂溶液上刚好不展开时，此乳化剂的HLB 值近似为乳化油所需的HLB 值。

目前，用HLB 值的方法来确定乳状液的配方及指导乳状液的配置，仍是一个常用而且有效的方法。

（2）PIT 方法(Phase InversionTemperature)
HLB 值的方法虽然有很大实用价值，容易掌握，但它仍有许多不足之处，其最主要的不足是只用一个固定数值（HLB 值）来表示乳化剂的亲水亲油性质，这HLB 值并没有表示乳化剂的乳化效率（所需浓度）与乳化效果（形成乳状液的稳定性）。

且HLB 值是固定不变的，但实际上，乳化剂的HLB 值是与它的浓度及体系的油相成分和温度等有密切的关系。

特别是温度对非离子乳化剂的亲水亲油性质有较大的影响，在低温时，它们是亲水的，形成O/W 型乳状液；高温时，则是亲油的，形成W/O 型乳状液。

有时，甚至用HLB 值2 到17 的不同乳化剂，皆可制得O/W 型乳状液。

因此，用HLB 值的方法来确定乳状液的乳化剂就有不足之处。

对于某一油- 水和乳化剂的三相乳状液体系中，当温度升高（或下降）至某一温度时，乳状液将发生变型，由O/W 型变成为W/O 型（或相反）。

将这一温度称为相转变温度，以PIT 表示。

在此温度（PIT）乳化剂的亲水亲油性质正为平衡，所以又把它称为亲水亲油平衡温度。

故对于一个确定的体系，可用PIT 来评价其乳化剂的性质，因此，可用PIT 来进行乳化剂的选择。

PIT 是针对一个特定的体系的，它与体系中的油相成分、乳化剂的性质及浓度都有关系。

PIT 与乳化剂的HLB 值有着近似的线性关系，乳化剂的HLB 值愈高，形成的乳状液的PIT 值也愈高；乳化剂的亲水链越长，PIT 值也越高，PIT 值越高，所形成的乳状液也越稳定，亲水链分布愈窄，则PIT 较低，乳状液的稳定性也较差。

对体系中乳化剂的含量来说，乳化剂与油相的比愈小，其PIT 愈高，当固定乳化剂的浓度，而使乳化剂中油- 水比例增加时，PIT 也随之增加，PIT 值也随油相极性而变化，油相极性降低时，PIT 增加。

另乳化剂在
水中的溶解度愈大，则它形成的乳状液的PIT 就愈低。

对于指定的乳化剂，其HLB 是个固定的数值，而PIT 值则随
体系特性而变化，因此，PIT 值较好真实地反映了乳化剂在指定条件下（某一体系）的亲水亲油性质。

对于某一体系来说，当温度在PIT附近时，原来的油水相表面张力下降，即降低了乳化它所需要的功，因此，此时即使不进行强烈的搅拌，乳化微粒也可分散得很细，乳化很容易进行。

利用这一特性，在制备O/W 型乳状液时，就有相转变的乳化方法。

乳状液的稳定性在相转变温度时急剧地变化，一般认为当乳状液（O/W型）的PIT 大于储存温度30-60℃时，此乳状液最稳定。

利用PIT 选取乳状液的乳状剂可以按如下步骤进行，用3—5% 的乳化剂乳化等体积的油相与水相，加热至不同的温度并同时进行搅拌，不断地测量（如用电导法测量）乳状液是否转相，直至测出乳状液的相转变温度。

若需要配制的是O/W 型乳状液上述得到的PIT 如比乳状液储存温度高20—60℃时，一般认为该乳化剂是合适的。

若是需配置W/O 型乳状液，则要选取乳化剂为使其PIT 比乳状液储存温度还低10-40℃。

实际上，选择乳状液的乳化剂，开始可以用HLB 方法确定，然后用PIT 方法进行检验。