表面活性剂在分散过程中的作用

固体粒子在化妆品制造过程中的分散主要是靠表面活性剂的分散作用来实现的。固体粒子在介质中的分散过程一般有三个阶段，过程描述如下：使粉末润湿和将空气取代；粒子簇解聚或裂解；防止被分散粒子再凝聚。

. 粉末的润湿

润湿是固体粒子分散的最基本条件，若要把固体粒子均匀地分散在介质中，首先必须使每个固体微粒或粒子团能被介质充分地润湿。在此过程中表面活性剂所起的作用有两个：一是表面活性剂在介质表面的定向吸附，当介质为水时，表面活性剂会以亲水基伸入水相而疏水基朝向气相定向排列，使表面张力降低。二是表面活性剂在固体表面上的吸附，表面活性剂在固-液界面以疏水链吸附于固体粒子表面，亲水基伸入水相定向排列，使表面张力降低，因此有利于液体在固体表面上铺展开来。在水介质中加入表面活性剂后，通常很容易实现对固体粒子的完全润湿。

如前所述，润湿过程的最后阶段是铺展润湿过程，润湿介质将表面上的空气完全取代，此时的铺展系数如式（3-20）所示。对于自发的润湿过程，W_S≥0，产生0°接触角，此时必须添加润湿剂，使之吸附在界面上。

2. 粒子团的分散或碎裂

微小的固体颗粒往往以粒子团的形式存在，要使粒子团分散或碎裂涉及粒子团内部的固-固界面分离问题。在固体粒子团中往往存在缝隙，另外粒子晶体由于应力作用也会使晶体造成微缝隙，粒子团的碎裂就发生在这些地方。可以把这些微缝隙看做毛细管，于是渗透现象可以发生在这些毛细管中，因此粒子团的分散与碎裂这一过程可作为毛细渗透来看待。上面提到表面活性剂可以减小液体在固体表面的接触角，促使液体沿着毛孔（毛细管）向前运动，通过同样的途径，表面活性剂能够促使粒子团分散或碎裂。

3. 阻止固体微粒的重新聚集

固体微粒成功分散在液体中得到的是一个均匀的分散体系，但过程并非就此完结。被分散的固体颗粒由于互相碰撞或者重力作用等原因，有可能在液体中重新聚集起来，所以分散体系稳定与否则要取决于各自分散的固体微粒能否重新聚集形成凝聚物。由于在分散体系中加入了表面活性剂，其分子吸附在固体微粒的表面上，增加了防止微粒重新聚集的能量屏障，形成一层结实的溶剂化膜，并且由于所加的表面活性剂降低了固-液界面的界面张力，即增加分散体系的热力学稳定性，因此总的结果是可以降低粒子聚集的倾向，使分散体系稳定下来。

固体颗粒在体系中互相摩擦可能令表面带上电荷，或者体系中存在某种带电离子（这些带电离子可能是体系中本身就具有的，也可以人为有选择地添加进去以增强效果）使颗粒表面带上电荷。当体系中加入表面活性剂后，表面活性剂的极性基团因被异性电荷的吸引定向排列在带电荷的固体颗粒表面，形成“保护层”，所有的颗粒获得同性电荷，它们互相排斥，阻止固体颗粒重新聚集，如图3- 所示。