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。
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。
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
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。