乳状液的制备方法

（一）乳状液的乳化方法

乳状液的制备是将一种液体以液珠的形式分散到另一种与其不相混溶的液体中的过程。在工业生产和科学研究中，在确定了合理的配方之后，制备乳状液的方法和技术也很重要。必须用一定的方式来制备乳状液，因为不同的混合方式或分散手段常直接影响乳状液的稳定性甚至类型。

常用得到稳定的乳化体的方法如下。

（ ）自然乳化法 将乳化剂加入油中，制成乳化剂的油溶液，使用时，把乳化剂油溶液直接倒入水中并稍加搅拌，就形成O/W型乳状液。另一种方法是把水直接加入到油相溶液中，可得到W/O型乳状液。医药上常用的消毒剂“煤酚皂”（亦称来苏尔，是含肥皂的甲酚溶液）即用此法制得O/W型乳状液。

（2）瞬间成皂法 将脂肪酸溶于油中，碱类溶于水中，加热后混合并搅拌，在界面上即可瞬间生成作为乳化剂的脂肪酸盐（俗称皂）。用这种方法只需要稍微搅拌（甚至不搅拌）即可制得液滴小而稳定的乳状液。此法限于制备皂类稳定的O/W型或W/O型乳化体，例如，硬脂酸钾皂制成的雪花膏，硬脂酸铵皂制成的膏霜、奶液等。

（3）界面复合膜生成法 在水相中加入易溶于水的乳化剂，在油相中加入易溶于油的乳化剂。在剧烈搅拌下，将油相和水相混合，两种乳化剂在界面上形成稳定的复合膜。用此法制备的乳状液也是十分稳定的，但使用上有一定局限性。

（4）转相乳化法 是指乳状液由O/W型转变成W/O型或由W/O型转变为O/W型的方法。其中较常见的是采用此法制备O/W型乳状液：将乳化剂溶于油中并加热，在剧烈搅拌下慢慢加入温水。起初加入的水以细小的水珠分散于油中，形成W/O型乳状液，继续加水，随着水量的增加，乳状液逐渐变稠，再继续加水到一定程度，油相无法将水相包住，乳状液黏度明显下降，最后转相变成了O/W型乳状液，快速把余下的水加完即可。

这种转相方法是通过外相的增加而实现的，所以，又称为增加外相的转相法。此外，还可利用温度的变化来实现转相，其原理已在本章第二节作了介绍。例如，把阴离子型表面活性剂加到非离子型表面活性剂的体系中，使非离子表面活性剂的浊点大大提高，从而在较高温度达到转相的目的。用这种方法制得的乳状液液滴大小不够均一，但方法简单。若用胶体磨或均质器处理一次，可得均匀而又较稳定的乳状液。

（5）低能乳化 低能乳化（Low Energy Emulsification，简写LEE）是由T.J.Lin首先提出来的。该方法节能效果明显，能提高乳化产品的效率，缩短制造时间，大大降低生产成本。

LEE法主要适用于制备O/W型乳化体，也可用于W/O型乳化体的制备。此方法的关键在于选择好外相中加热与不加热部分的比例。

LEE的基本原理如下：第一步，先将内相、部分外相分别加热至所需温度，然后将这部分外相加入到内相中，进行均质乳化搅拌。乳化刚开始时乳化体为W/O型，随着被加热外相的不断加入，乳化体会变成O/W型，称之为浓缩乳化体。第二步，再加入剩余的未经加热的那部分外相，对浓缩乳化体进行稀释。此过程中，乳化体的温度因加入未加热的外相而下降。

在制造化妆品乳化体的通用过程中，一般先将油相、水相分别加热至75~95℃后，再进行乳化，然后进行混合、搅拌、冷却等，在这一系列过程中消耗了大量的能量，其中的大部分能量都被浪费掉了。显然，LEE方法降低了许多能量的消耗。已证明，用低能乳化法制成的乳化体具有良好的稳定性，与其他方法相比，质量没有多大差别，却可节省约50%的热能。

LEE法既可用于制备乳液和膏霜，还可以用于制造香波等化妆品。

（6）交替加液法 将水相和油相少量多次交替加到乳化剂内，制得乳状液。这是食品工业中常用的方法，在化妆品生产中应用较少。

上述六种方法中，除最后一种方法外，都是化妆品生产中常采用的方法，其中自然乳化法、界面复合膜生成法、交替加液法制得的产品一般都颗粒较细、较均匀，也比较稳定。应用最多的是自然乳化法和转相乳化法。

（二）影响分散程度的因素

（ ）乳化设备及混合方式 化妆品乳状液的制备主要涉及混合技术。通过混合技术制备出性能优良、符合有关标准的乳状液化妆品。制备乳状液的机械设备主要是乳化机，它是一种使油相、水相混合均匀的乳化设备。乳化机的类型主要有四种：乳化搅拌机、胶体磨、均质器、超声波乳化器，其中胶体磨和均质器是较好的乳化设备。性能较好的是真空乳化设备等。

①乳化搅拌机：用较高速度（4000~8000r/min）螺旋桨搅拌器制备乳状液是实验室和工业生产中经常使用的一种方式。胶片生产中油溶性成色剂的分散采用的就是这种方式。此法的优点是设备简单、操作方便，缺点是分散度低、不均匀，且易混入空气。

②胶体磨：将待分散的体系由进料斗加入到胶体磨中，在磨盘间切力的作用下使待分散物料分散为极细的液滴，乳状液由出料口放出。上下磨盘间的隙缝可以调节，国内的胶体磨可以制取 0mm左右的液滴。

③均质器：均质器（homogenizer）设备简单，操作方便，其核心是一台泵，可加压力60MPa，一般在20~40MPa下操作。均质器的优点是分散度高、均匀，空气不易混入。国产均质器已在轻工、农药等行业中普遍使用。目前国内的一些高剪切混合乳化机，集乳化、均化、粉碎于一体，可使液滴的细度高达0.5mm左右，所制备的乳液在长达2年的时间内不分层。

④超声波乳化器：用超声波乳化器制备乳状液是实验室中常用的乳化方式，它是靠压电晶体或磁致伸缩方法产生的超声波破碎待分散的液体。大规模制备乳状液的方法则是用哨子形喷头，将待分散液体从一小孔中喷出，射在一极薄的刀刃上，刀刃发生共振，其振幅和频率由刀的大小、厚薄以及其他物理因素来控制。

用不同的分散方法所制得的乳状液，其液滴大小不同。除了上述制备乳状液的一般方法外，工业上还采用高速混合器，可以在有乳化剂情况下迅速获得稳定的乳状液，但其机理还不很清楚。有趣的是，在制备乳状液过程中，振荡时分散相和分散介质之间同时被分散，因此间歇振荡的效果远比连续振荡的好。

格里芬曾对不同类型的乳化机与乳状液颗粒大小的分布关系进行了实验研究，其结果见表3-6。

（2）温度 乳化温度对乳化效果影响很大，温度的控制包括乳化过程和乳化后的温度。

①如果油相、水相均为液体时，在室温下进行搅拌就可实现乳化。

②对常温下为固体的油相或乳化剂等，需要升高温度使它们溶解度增大或溶化。一般常使油相温度高于其融化温度 0~ 5℃；乳化过程中，油、水两相的温度均能控制在75~85℃之间。

③若油相中含有高熔点的蜡等成分，则可提高乳化温度。

④有时油相或水相黏度大，或乳化过程中体系黏度太大而影响搅拌时，也要适当提高乳化的温度。通常膏霜类乳化温度在75~95℃。

乳化温度和乳化后冷却的速度对液珠大小亦有影响。一般来说，冷却速度快，产生的液珠较小。但冷却速度太快，高熔点或溶解度小的物质（如蜡）会形成结晶，导致乳化效果很差。因此，应当由试验确定冷却速度。

（3）乳化剂浓度 在乳状液的制备中，在一定范围内增加乳化剂的浓度对分散有利，浓度过高并无益处，因而乳化剂的用量常在 %以下，油与水的比例可以任意配合。在许多情况下，分散相液体的体积可以达到90%甚至99%以上仍然具有良好的稳定性，此时被分散的液滴必然变形，它们已经不是圆球而是被分散介质薄膜隔开的不规则多面体。

（4）乳化时间 对同一体系和分散方法，随着乳化时间的延长液滴变小，但小到一定程度后即不再随时间的延长而变化了。这在生产中很有意义，可以在最短的时间内取得最佳效果，提高经济效益。

乳化时间受到油相和水相的体积、两相的黏度、乳化剂的种类及用量、乳化温度以及生成的乳状液的黏度等因素的影响。

（5）搅拌速度 搅拌速度对乳化效果也有较大影响。乳化过程中搅拌剧烈，会影响乳化剂的用量，也影响乳化体的颗粒大小。搅拌速度过高，会将空气带入体系而产生气泡，使乳状液不稳定。因此，一般情况下，在乳化开始时采用较高速搅拌对乳化有利，在乳化结束进入冷却阶段后，以中等速度或慢速搅拌可以减少气泡的混入。