第三章乳化一、教学内容1．乳化体系2．乳化理论3．乳化技术二、教学目的和要求1．掌握乳化体系的构成成分及类型2．了解乳化体类型的辨别方法3．掌握3种乳化技术4．了解乳化的相关基本设备类型三、教学重难点1．乳化的机理2．乳化技术运用3．乳化过程中HLB值是计算及应用四、教学学时：6五、教学内容：作为人们日常使用化学品的化妆品，其种类繁多，其形态也四各种各样，有水溶液、悬浮体、气溶胶、乳化体等，乳化体是化妆品中最广泛的剂型，从水样的流体到粘稠的膏霜等。
它主要是将一种或几种液态物质分散与另一种液态物质所形成的分散系。
因此，乳状液的讨论对化妆品的研究和生产及保存和使用有着极其重要的意义。
本章就主要介绍乳化的相关理论知识，为各种化妆品的配制打基础。
第一节乳化体系一、乳化体系的构成1．定义：乳化体（或称乳状液）是一种（或几种）液体以液珠形式分散在另一不相混容的液体之中所构成的分散体系。
分散相（内相）：0.1μm～10μm2．乳化体系连续相（外相）乳化剂（表面活性剂）分散相液珠直径约在0.1－10μm，故乳状液是粗分散体系的胶体。
因此，稳定性较差和分散度低是乳状液的两个特征。
两个不相混容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，将苯和水放在试管里，无论怎样用力摇荡，静置后苯与水都会很快分离。
但是，如果往试管里加一点肥皂，再摇荡时就会形成象牛奶一样的乳白色液体。
仔细观察发现，此时苯以很小的液珠形式分散在水中，在相当长的时间内保持稳定，这就是乳状液。
这里称形成乳状液的过程为乳化。
而称在此过程中所加入的添加物（如肥皂）为乳化剂。
3．类型（1）O/W：水包油（油相在乳化剂作用及一定工艺下分散于水相得到的乳化体）e.g.蜜、乳液（2）W/O：油包水e.g.防晒霜（3）复合：O/W/O、W/O/W（将一个W/O的乳状液分散到连续的水相中）（趋势）※油水两相不一定都是单一组乳化体的外观一般常呈乳白色不透明液状，乳化体之名即由此而得。
乳化体的这种外观是与分散相粒子之大小有密切关系。
由胶体的光学性质可知，对一多分散体系，其分散相与分散介质的折光率一般不同，光照射在分散微粒（液滴）上可以发生折射、反射、散射等现象。
当液滴直径远大于入射光的波长时，主要发生光的反射（也可能有折射、吸收），当液滴直径远小于入射光波长时，则光可以完全透过，这时体系呈透明状。
当液滴直径稍小于入射光波长时，则有光的散射现象发生，体系呈半透明状。
一般乳状液的分散相液滴直径的大小大致在0.1－10μm（甚至更大）的范围，可见光波长为0.40－0.76μm，故乳状液中的反射较显著，因而一般乳状液是不透明的乳白色液体。
这就是乳状液的微粒大小与外观之关系。
对于液滴的直径在0.1μm以下的液－液分散体系，其外观是半透明的和透明，而不呈乳液状，常称为“微乳状液”，它的性质与乳状液有很大不同。
二、乳化体类型的判断（书151）1．染料法：将乳化体涂抹在表面皿上1.6mm厚，面积约6.5cm2的薄膜，在不同位置分别撒上研磨好的油溶性染料和水溶性染料，若油溶性染料扩散则是（油包水），若水溶性染料扩散则是（水包油）2．冲洗法：油包水不易混合3．比较乳化体是易与矿物油混合还是水混合4．导电法：若亮：水包油注意：若溶液是电介质也会亮（此法特殊）5．吸水纸：吸水纸不湿润是油包水三、乳化体稳定性测定（书154）1．颗粒大小分布与时间的关系颗粒大小分布与时间关系是乳化体稳定的重要指数（1）离心加速老化法（2）浊度法2．热稳定性3．电学测定第二节乳化理论二、乳化剂通过前面的内容，我们了解到乳化剂是得到相对稳定的乳化体的一个重要的因素，它是表面活性剂的一种。
（一）表面活性剂分子结构与其性质和作用的关系（二）乳化剂的选择乳化剂是乳状液赖以稳定存在的关键，大多乳化剂为各种类型的表面活性剂。
但并非表面活性剂都适合做乳化剂，所以在制备乳状液时如何选择乳化剂就成为一个关键问题。
实际生产中对乳化剂的选择有多种方法和原则，其中使用HLB值选择乳化剂有直观方便的优点,几十年来一直被作为选择乳化剂的重要依据和手段。
1．HLB值的意义（1）含义：即亲水亲油平衡值，表示表面活性剂分子中亲水基的亲水性和亲油基的亲油性之比。
（2）内容：表面活性剂的HLB值均以石蜡的HLB＝0，油酸的HLB＝1，油酸钾的HLB＝20，十二烷醇硫酸钠盐的HLB＝40作为参考标准（值小亲油；值大亲水）。
因此表面活性剂的HLB总处于1～40之间。
※非离子表面活性剂HLB在1～20之间，阳离子和阴离子HLB为1～402．表面活性剂的水溶液状态外观、范围及其应用不同HLB值的水溶液外观及应用HLB只能在配制乳液时候，确定所形成的乳液类型，而不能说明乳化能力的大小。
增加乳化剂，乳化能力会增加，达到某一点，再增加用量也不能增强乳化效果，过量还会引起不稳定和皮肤刺激。
3．HLB的加和性在实际配方中，往往会使用2种或多种乳化剂，不同HLB值的乳化剂混合使用后的HLB值等于组成混合物各种乳化剂的加权平均值，即：HLB＝∑HLB i*P iP i为表面活性剂i在混合物中所占的质量分数（只适用于非离子表面活性剂）4．油相所需要的HLB值对于指定的油－水体系，存在一个最佳HLB值，此时乳化剂的HLB便是油－水体系所需要的HLB值制备W/O型乳化剂各种油脂所需要的HLB值制备O/W型乳化剂各种油脂所需要的HLB值4．HLB值的计算（书121）自从1949年Griffin提出HLB值以来，众多的研究工作者通过试验探究表面活性剂各种理化性质和HLB值之间的关系，现介绍几类常见的公式（1）按亲水－亲油基团的质量分数计算①聚乙二醇、多元醇型非离子型SAAHLB＝亲水基质量/(亲水基质量＋憎水基质量)×100/5②多元醇脂肪酸酯HLB＝20（1－S/A）S为酯的皂化值，A为酸的酸值（皂化值表示在规定条件下，中和并皂化lg物质所消耗的氢氧化钾毫克数。
皂化值是酯值与酸值的总和）③对于皂化值难测的羊毛脂衍生物之类HLB＝（ωE＋ωP）/5ωE为氧乙烯的质量分数，ωP为多元醇的质量分数（2）按分子基团的结构数值计算考虑了不同表面活性剂的结构因素，分别计算表面活性剂中亲水基和亲油基各构成细节部分对亲水性和亲油性的贡献得到一个代数和就是HLB值：HLB=7+Σ(亲水基的基数)+Σ(每一CH2基团数值)该方法适用于计算阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的计算指标（3）按其在水中的溶解度算水溶液外观不分散不良分散搅拌后乳状分散稳定乳状分散半透明至透明透明液HLB值 1~4 3~6 6~8 8~10 10~13 13~20 5．乳化剂的选择原则（1）由乳化体类型选择型比如O/W，大于6为主，小于6为辅（2）乳化剂（混合）的用量：1～10％（所有原材料）（3）经验公式：乳化剂质量/（油相质量＋水相质量）＝10～20％范围为宜（4）相似相溶（5）乳化剂对比如Span（山梨糖醇酐硬脂酸酯）和Tween（聚山梨醇酯）6．HLB的应用（1）混合乳化剂的加和性计算①制备O/W型美容霜用20％Span-65（HLB为2.1）和80％Tween-60（HLB为14.9），计算混合后的HLB值。
混合HLB＝20/(20＋80)×2.1＋80/(20＋80)×14.9＝12.3②混合乳化剂有甲、乙、丙三种，它们对应的HLB值分别是8、14、16，其用量为3、0.5、0.5，问：混合物的HLB值。
混合HLB=3/(3＋0.5＋0.5)×8＋0.5/(3＋0.5＋0.5)×14＋0.5/(3＋0.5＋0.5)×16=9.75 （2）油相被乳化所需要的HLB值制备W/O型美容霜，蜂蜡5％（所需HLB＝5），羊毛脂18％（8），白油26％（4），求混合HLB值。
HLB＝5/(5+18+26)×5＋18/(5+18+26)×8＋26/(5+18+26)×4＝5.6查资料可知道相对应的SAA（3）配方中HLB的计算和乳化剂的选择某化妆品配方如下：若采用单油酸山梨酯（HLB为4.3）和聚氧乙烯单油酸缩山梨酯（HLB为15）为配方中的复合乳化剂，问两者用量各为多少？则4.3x＋15（1-x）=12.1解方程得X=0.27（单油酸山梨酯0.27×7=1.89%）1-x=0.73（聚氧乙烯单油酸缩山梨酯0.73×7=5.11%）（4）乳化剂的加入量配方中的油相：白油15%，蜂蜡4%，全部油相19% ，1) 若白油的hlb值为10, 蜂蜡14，则油相需要的hlb值为：(10×15 + 4×14)/(15 + 4) ＝10.82) 假设我们加入乳化剂的量是5%，那么可以根据经验公式：乳化剂质量/ (油相质量+ 乳化剂质量) ＝10～20%来判断。
所以：5/(5+19) = 20.8%结论：多了加入：4% 则4/(4+19)=17.4%结论：可以3) 加入什么乳化剂呢? 来算一下如果我们用吐温-80, 和司盘-80设吐温为x%，那么司盘就是(4 - x)%，再跟据两者混合物的hlb值要为上面的10.8，计算：15×x + 4.3×(4-x)/4 = 10.8可以知道：x ＝2.4%4-x ＝1.6%所以吐温为2.4%，司盘就是1.6%4) 水相采用丙二醇5%(可以用提取液) + 水的的配方；O/ W型第三节乳化技术乳状液的制备在确定其合理的配方后，其乳化技术也是极其重要的。
化妆品的制备主要是混合技术。
虽然混合技术比较单纯，但作为化妆品，要求有多种功能和性质，要制备出性质优良和稳定的乳状液等化妆品，并不是一件简单的事。
一、两相制备技术乳状液是由水相和油相所组成的，乳状液的制备一般是先分别制备出水相和油相，然后再将它们混合而得到乳状液。
1．水相的制备按照配方，将水溶性物质如甘油、胶质原料等尽可能溶于水中。
制备水相的温度，在很大程度上取决于油相中各成分的物理性质，水相的温度应接近油相的温度，如低于油相的温度。
不宜超过10℃。
2．油相的制备根据配方，将全部油相成分一起溶解于一容器内，如油相成分中有高熔点的蜡、脂肪酸、醇等，则这时需要加热，融化油性成分，使其保持液体状态。
另若油相溶液在冷却时，趋于凝固或冻结，则这时应使油相的温度保持在凝固温度以上至少10℃，以使油相保持液体状态，便于与水相进行乳化。
二、加入乳化剂的方法（乳化方法）1．剂在水中法将乳化剂加入水中构成水相，然后在激烈搅拌下加入油相，形成乳状液的方法。
得到O/ W型。
若W/O需要继续加油相。
2．剂在油中法（乳化剂使用非离子型表面活性剂）将乳化剂溶于油相，制成混合物（1）O/ W：混合物加入水中（2）W/O：将水加入混合物中；可加水转型3．初生皂法若能乳状液配方中有使用脂肪酸，则将脂肪酸溶于油相中，而将碱溶于水中，两相混合，即在界面形成皂。