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化妝品油包水體系失穩(wěn)過(guò)程Turbiscan典型圖譜

化妝品油包水體系失穩(wěn)過(guò)程Turbiscan典型圖譜
東南科儀  2020-08-17  |  閱讀:1436

在化妝品中,膏霜乳液按劑型分主要有兩類(lèi):一類(lèi)是水包油(O/W),另一類(lèi)是油包水(W/O)。其中,水包油型體系由于使用時(shí)間長(zhǎng),配方體系成熟,應(yīng)用較為廣泛;油包水型產(chǎn)品保濕效果好,質(zhì)地會(huì)更為滋潤(rùn)、醇厚,是化妝品生產(chǎn)和藥膏制備方面最為常用的劑型。

 

但是油包水乳霜在制造、存儲(chǔ)和使用過(guò)程中,較易發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。例如,低溫測(cè)試恢復(fù)常溫后出現(xiàn)“出水、破乳”現(xiàn)象;高溫(或離心)出油,恢復(fù)常溫后“分層”現(xiàn)象;原本有一定稠度,常溫放置一段時(shí)間后變稀且無(wú)法恢復(fù)稠度;油包水含粉體系,如底妝類(lèi)產(chǎn)品,常出現(xiàn)“析粉、漂色、返粗”等現(xiàn)象問(wèn)題。要觀察到這些現(xiàn)象并找到失穩(wěn)原因需要漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)周期,降低了配方研發(fā)速度。ISO TR 13097推薦采用帶有近紅外光源和空間掃描的精密儀器表征樣品的穩(wěn)定性,從而提高穩(wěn)定性的測(cè)試精度和速度本文列舉了Turbiscan多重光散射儀對(duì)應(yīng)油包水體系的典型圖譜。

 

1. 顆粒尺寸變化現(xiàn)象

1-1.png 

 

水滴聚并粒徑增大示意圖

       

當(dāng)乳化劑含量不足、乳化劑種類(lèi)、均質(zhì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等情況出現(xiàn)時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致界面膜強(qiáng)度不夠,界面面積隨時(shí)間逐漸增大,乳化劑不能完全鋪展這些界面并很好的穩(wěn)住,所以,在一段時(shí)間后,乳粒會(huì)慢慢聚并,顆粒數(shù)量變少。在化妝品油包水乳液體系中,原本存在乳化能力不足的情況下,更會(huì)直接影響整個(gè)乳化體系的穩(wěn)定性,從而進(jìn)一步出現(xiàn)“出油、出水、分層”等問(wèn)題。

 

Turbiscan典型數(shù)據(jù) 

1-2.png 

油包水乳液聚并和分層典型圖譜

 

Turbiscan在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量樣品原位狀態(tài)下的失穩(wěn)動(dòng)力學(xué)。上圖為典型的油包水乳液出現(xiàn)聚并和分層現(xiàn)象時(shí)的圖譜。ΔT在圖的右側(cè)區(qū)域出現(xiàn)了明顯的峰,代表樣品頂部出現(xiàn)了澄清透明的油層。ΔBS在中部區(qū)域的整體下降,意味著乳液中的液滴發(fā)生了聚并(液滴尺寸增大)現(xiàn)象。ΔBS左側(cè)區(qū)域的峰代表乳液中水滴在底部區(qū)域的沉淀層。這些失穩(wěn)現(xiàn)象在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以被Turbiscan測(cè)量。

 

2. 分散不均勻性現(xiàn)象

理想的分散狀態(tài):所有顆粒都是單個(gè)存在介質(zhì)當(dāng)中,沒(méi)有團(tuán)聚;測(cè)試過(guò)程樣品狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生變化,也就是非常穩(wěn)定。但是實(shí)際上,有些樣品在制備出來(lái)后,感官看起來(lái)非常不錯(cuò),但是實(shí)際上分散的程度不夠好,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全沒(méi)有重現(xiàn)性。而且可能由于分散穩(wěn)定性不夠好,隨著時(shí)間還在發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)沒(méi)有任何重復(fù)性。

 

Turbiscan僅用20s時(shí)間就可以進(jìn)行一次掃描,確定一個(gè)樣品的均勻性。

1-3.png

Turbiscan原始圖譜

 

 背散射光BS掃描線中部區(qū)域的平滑程度可以確定樣品的均勻性,上圖中藍(lán)色曲線均勻平滑無(wú)波動(dòng),意味著顆粒在樣品中的濃度和大小分布均一;而綠色曲線出現(xiàn)波動(dòng)和毛刺,代表樣品的均勻性較差。

 

標(biāo)準(zhǔn)偏差

1-4.png 

均勻度對(duì)比柱狀圖

用兩條曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差用于量化樣品的均勻度,標(biāo)準(zhǔn)偏差越小的樣品,均勻度越好。

3. 初始均勻,逐漸分散不均勻性

當(dāng)產(chǎn)品粘度較大、濃度較大的情況下,顆粒團(tuán)聚體不會(huì)馬上遷移到樣品頂部或底部形成分層,隨著時(shí)間增加,會(huì)導(dǎo)致樣品均勻度下降。

1-5.png 

 分散穩(wěn)定性變差的典型圖譜

 

樣品均勻度下降的典型圖譜如上圖所示,隨著時(shí)間增加,掃描線出現(xiàn)凹凸不平的狀態(tài),每個(gè)凸起和凹陷都可能是大的團(tuán)聚體產(chǎn)生的。

 

結(jié)論

化妝品油包水體系的失穩(wěn)過(guò)程多種多樣,例如,“出水、破乳、出油、分層、粘度變化、析粉、漂色、返粗”等等。這些失穩(wěn)現(xiàn)象是我們用眼睛觀察到的最終狀態(tài),而實(shí)際上樣品從制備出來(lái)開(kāi)始靜置的時(shí)候就開(kāi)始逐漸出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,這種緩慢的失穩(wěn)過(guò)程只能通過(guò)Turbiscan等精密儀器來(lái)進(jìn)行測(cè)量,在短時(shí)間內(nèi)判斷樣品的失穩(wěn)過(guò)程,從而幫助配方工作者縮短研發(fā)周期,同時(shí),Turbiscan的均勻度功能可以幫助評(píng)價(jià)原材料的分散能力和樣品分散工藝。

1-6.png 




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