目前，人們日常使用的化妝品幾乎是由某種載體所形成的等。其中以乳化體的形式居多，它有類似水溶液的流體、黏稠狀的乳狀液、半固體膏霜等形式制成的化妝品。而制得各種形式的乳化體，主要是表面活性劑的乳化作用。

一、乳狀液的概念

兩種互不相溶的液相，如油相和水相，以微小粒子(液滴或液晶)分散在另一相中所形成的體系稱為乳狀液，也稱為乳化體。在乳狀液中以微小粒子或液滴形式存在的那一相稱為分散相，或內相；而包圍在它外面的液體稱為分散介質，或外相、連續相。將水和油混合時，能夠形成兩種類型乳狀液。一種是油分散在水中，油是分散相，水是分散介質，形成的是水包油（O/W）型乳狀液，相反形成的是油包水（W/O）型乳狀液。

乳化機制

互不相溶的油和水兩相借助攪拌等方式使其混合，其中一相呈微球狀液滴分散于另一相中，形成暫時乳狀液，該乳狀液是一種熱力學不穩定的體系。

分散相的微球狀液滴直徑一般在0.05~10μm之間時，微小液球會相互聚集，力圖縮小界面積，降低界面能，分散的微小液球逐漸合并，液滴逐漸變大，最后使油和水重新分開成為兩層液體，油和水又恢復到原來狀態。如圖1

圖1  界面張力示意圖

為了使形成的乳狀液在較長時間內保持穩定，加入乳化劑，通過降低分散體系界面張力的作用，變成相對穩定的體系。如圖2

圖2  乳狀液形成示意圖

二、乳化穩定性因素

油和水在乳化劑作用下可形成相對穩定的乳狀液，仍是熱力學不穩定的體系，要使乳狀液具有較好的穩定性，應從選擇合適的乳化劑、降低界面張力、增加界面膜的強度等因素來考慮。

①依據乳狀液類型選擇乳化劑制備油/水型乳狀液。一般選用在乳狀液的水相中溶解度較大的乳化劑，通常多為低價的離子型表面活性劑。離子型乳化劑分子，使分散的油相液珠表面顯電荷，同種電荷的排斥作用,而使分散體系穩定。

高價的陰離子表面活性劑也有利于形成水/油型乳狀液。非離子乳化劑在分散相(水相)表面上通過氫鍵形成一層界面膜能降低界面張力，水相的液珠不易聚集，使體系穩定。

HLB值的計算

油相和乳化劑通常為混合成分存在于化妝品的配方中，根據Griffin的HLB值的理論計算方法，一般利用HLB值加和性來計算在此配方中混合組分的乳化劑HLB值和油相所需的HLB值，以判斷乳化劑配比設計的可行性。如圖3

圖3  HLB計算公式

②界面膜的形成使分散體系穩定。加入乳化劑降低界面張力，同時乳化劑分子定向排列在界面上形成界面膜，界面膜保護分散相液珠，避免相互碰撞而發生聚結。乳化劑的量對形成界面膜的強度起著重要作用。混合乳化劑的使用對形成有一定的強度的界面膜是十分有利的，混合乳化劑分子使得形成緊密的、高強度的界面膜，令乳狀液穩定，這些極性有機物又稱為助乳化劑。如圖4

圖4

③分散相液電荷。乳狀液的分散相是以微小液珠形式存在，其界面上都帶有電荷。當使用離子型乳化劑時，極性端處于水相，非極性端伸向油相，而使分散相界面上帶有電荷。由于它們帶有同種電荷的排斥作用，提高了乳狀液的穩定性。

④分散介質的黏度。分散介質黏度大，可使分散的液珠運動受阻，減緩液珠之間碰撞，不易發生聚結，使乳狀液穩定。一般加入高分子聚合物可使分散介質黏度增大，還對滴珠表面形成界面膜的強度有利，提高乳狀液穩定性。

三、乳化不穩定形式

乳狀液的不穩定形式有三種方式：分層、變型和破乳。分層是由于分散相和分散介質密度不同,出現分散微粒上升和下沉的現象;變型是乳狀液類型突然發生轉變;破乳是乳狀液體系完全破壞，分層與變形可同時發生。

1.分層是乳狀液中由于上下部分出現分散相的濃度差的現象，稱為乳狀液的分層。

2.變型是乳狀液不穩定的另一種形式，乳狀液可能由油/水型變為水/油型乳狀液或由水/油。

① 在油/水型乳狀液中，陰離子乳化劑使其表面帶有負電荷,在乳狀波中加入高價正離子，表面電荷被中和，使微小液珠易發生聚集。

② 聚集一起的液珠,可將水相(外相)在局部被包圍起來，形成不規則的水珠。

③ 液珠如發生破裂，則油相變成連續相，而水相變成了分散相，由油/水型乳狀液變成水/油型乳狀液。

3.破乳是指乳狀液完全破壞，造成油-水兩相分離。其中分層、變型和破乳也可以同時發生。 

一般認為，乳狀液的破乳可分為絮凝和聚結兩步過程

從另外添加表面活性劑的作用可知，即使在較稀的乳狀液中，也可以使聚結速度成為決定因素,因為表面活性劑對絮凝影響較小，能防止聚結過程的發生

加入高價電解質，如 MgCl、CaCl等，會加速聚結速度而使破乳易于發生，這是高價正離子中和液珠表面負電荷的作用所致。

溫度對破乳作用也是明顯的。溫度升高，使液珠運動速度加快，導致絮凝速度增加，而使破乳易發生。從溫度對連續相黏度的影響來看，溫度升高，連續相的黏度明顯降低，使界面膜易于破壞，也易發生破乳。

四、防腐劑在乳化穩定中的作用

化妝品中的原料、添加劑中含有大量的營養物質和水分，含有微生物生長、繁殖所必需的碳源、氮和水。微生物中的酶(如脫羧酶)，可使化妝品中的脂類、蛋白質等水解，使乳狀液破乳，出現分層、變稀、滲水等現象，液狀化妝品則易出現混濁等多種結構性的變化；微生物的代謝產物還會影響化妝品的pH值，且可通過侵蝕化妝品中的物質，削弱甚至破壞乳化體系中的界面膜強度，使得乳化體系不穩定，造成降粘或者破乳現象。

因此，在化妝品中合理地添加具有防腐作用的原料，選擇合適的防腐體系去抑制或殺死有害微生物、阻礙其繁殖，可以有效保護乳化體系的穩定，同時也避免化妝品腐敗變質，是保證產品質量是非常關鍵的一步。

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參考文獻

[1] 章蘇寧主編，化妝品工藝學[M]. 北京：中國輕工業出版社，2017. 183
[2] 谷建梅主編，化妝品與調配技術[M].北京：人民衛生出版社，2017.212-214
[3] 羅利,鄭木創,黃君如,陳嘉玲.液晶乳化體保濕性能研究[J].日用化學品科學,2017,40(02):21-25+42.
[4] 李明陽主編，化妝品化學[M]. 北京：科學出版社，2016. 153-156
[5] 沈鐘，趙振國，康萬利編著，膠體與表面化學[M].北京：化學工業出版社，2012.152-154
[6] 孔祥燁,陳邈,李黎仙.乳化工藝對乳液液晶形成及穩定性的影響[J].廣東化工,2020,47(06):69-71.
[7]廖浩華,崔龍生.化妝品油包水型(W/O)與水包油型(O/W)乳化體防腐功效的研究[J].廣東化工,2017,44(06):52-53+51.