1.3影响乳状液稳定性因素
乳状液的稳定性是从动力学上考虑的,主要是根据实际需求,在一定的条件下,如果在实际需要的时间内,乳状液的性能基本未发生改变就可认为乳状液是稳定的。由于乳状液在实际应用过程中的重要性,所以乳状液稳定性的研究一直是人们所关注的重要课题。影响乳状液稳定性的因素主要有以下几方面:
1)界面张力乳状液存在很大的相界面,体系的总界面能较高,这是乳状液中乳化粒子发生聚并
的推动力。界面张力的大小会影响乳状液的稳定性。乳化粒子的聚并可以减小乳状液的界面面积,从而降低界面能,使得体系趋于热力学稳定。不过聚并最终还是会导致乳状液的破坏,也就是说,聚并在增加乳状液热力学稳定性的同时,也会加剧乳状液动力学的不稳定。而在保持界面面积不变的情况下,降低油水两相间的界面张力,也可以实现降低体系界面能的目的。即保持界面面积不变。降低其界面张力,这不仅有利于增加乳状液的热力学稳定性,同时又能够保持乳状液动力学稳定性不变,来增加乳状液的稳定性。其中降低界面张力的办法主要就是增加表面活性剂,特别是使用多种表面活性剂进行复配,关键是在相同浓度的条件下比使用单一的乳化剂效果更好。但界面张力不是决定乳状液稳定性的主要因素。Adernagi和Wasna[3]研究了在表面活性剂和聚合物存在下,单个乳化粒子在液一液界面上的聚并,发现界面张力与聚并时间或聚并速度无关。因此降低界面张力对乳状液的稳定性是一个有利的因素,但并不是决定性的因素。
2)界面膜一般情况下,乳状液中的乳化粒子在频繁地相互碰撞。如果在碰撞过程中界面膜破
裂,乳化粒子就会发生聚并。此过程继续下去的最终结果将导致乳状液的破坏。由于乳化粒子的聚并是以界面膜破裂为前提,因此,界面膜的机械强度与紧密程度是乳状液稳定性的决定因素。
通常在制备乳状液时,必须加入一定量的乳化剂才能够形成稳定的乳状液,这是因为需要有足够的乳化剂分子吸附在油-水界面上。若乳化剂浓度较低,在界面上吸附的分子较少,导致膜中分子排列松散,界面膜的强度较低,形成的乳状液则是不稳定的;当乳化剂浓度增加到一定程度后,界面上就会形成由定向吸附的乳化剂分子紧密排列组成的界面膜,虽然此膜的厚度仅为1-5nm,但是具有较高的强度,足以阻碍乳化粒子的聚并。因此可提高乳状液的稳定性。
而经实验证明在相同的总浓度下,往往混合乳化剂比单一乳化剂的添加会使乳状液更加稳定。混合表面活性剂能更多地降低界面张力,有利于乳化过程的进行。但更重要的是界面层的膜强度的增加,因为界面膜中吸附分子排列紧密使得界面膜具有一定的强度与粘弹性,能够形成稳定的乳状液。其次,界面膜的粘弹性是一种动态性质,可反映界面膜抗形变的能为。近年来,也有越来越多的研究表明,乳状液的界面膜粘弹性对体系的稳定性也有重要的影响,乳状液的界面粘弹性越大,体系就越稳定。
3)粒径分布由于乳状液中乳化粒子的大小对于体系的稳定性、外观、表观粘度、使用肤感等的
影响较大。因此粒径分布对于乳状液体系具有重要意义。乳化粒子的粒径均相等时称该乳状液为单分散体系,但当乳状液中乳化粒子的粒径具有一定的变化范围时称该乳状液为多分散体系。一般乳状液体系均为多分散体系,根据粒径分布图的形状可分为单峰、双峰和多峰分散体系,乳状液的粒径分布越小,体系越稳定。对于多分散乳状液体系,通常指粒径的大小为平均粒径。通过对粒径分布的检测可以用来预测在产品应用中的稳定性。