2021-10-15
摘要
乳劑是化妝(zhuang)品工業中常用(yong)的(de)膠(jiao)體(ti)(ti)體(ti)(ti)系(xi)。膠(jiao)體(ti)(ti)體(ti)(ti)系(xi)有內在的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)，如果它的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)現象在預期貨架期內足夠(gou)小，可以(yi)認為(wei)是動力(li)學穩(wen)定(ding)(ding)的(de)。為(wei)了銷(xiao)售這些產品，有必要對它們進行特性(xing)分析(xi)和質(zhi)量控制。Turbiscan采用靜態(tai)多重光散射技術(shu)的優點是不需要任何稀釋，因此可以對樣品進行(xing)原位表征。在本應用中，利用Turbiscan對(dui)不同濃度乳液(ye)的粒徑(jing)和穩定性進行了(le)分析(xi)。
原理(li)
基于靜(jing)態多光散射(she)(SMLS)的Turbiscan技術的工作原理是(shi)利用近(jin)紅外光(guang)源照射(she)(she)樣品，然后(hou)獲(huo)取樣品從底部到頂部整個高度的背(bei)散(san)射(she)(she)(BS)和透射(T)信號(hao)。
信號(hao)強度與(yu)粒子的濃度(φ)和大小(??)有關(guan)，連續(xu)相折射率(????)和分散相折射率(lv)(????)為固定(ding)參數。BS和T的測量可以采用掃描方式進行，以提供穩定性和粒徑測量。
實驗方法(fa)
使用Turbiscan對菜籽油在水中的四(si)種直接(jie)乳劑進行(xing)了(le)分析，不同(tong)體積分數的油(10%，20%，30%和40%)，這些乳(ru)劑用SDS和Span 80的(de)表面活性劑(ji)穩(wen)定。掃(sao)描(miao)周(zhou)期30s/次，測量1h。
結果與討論
通(tong)過測(ce)量，用如下參數對不同的乳劑進行了表(biao)征:
•油滴直徑大小(t=0時(shi))
•整體穩定性指數(TSI)
•液滴的遷移速(su)率(lv)
1. 初始(shi)時刻(ke)油滴直徑(jing)大小
圖(tu)1中的圖表示的是初始時刻四種乳劑濃度的背散射光曲線。根據Mie理(li)論規律(lv)，使用以下參數，Turbiscan可以確定(ding)液滴的粒徑(jing)
•分散相(xiang)折射率np = 1.471 (油)
•連續相折射率nf = 1.33 (水(shui))
•分(fen)散相(xiang)體積分(fen)數φ = 10 - 40%
由上表(biao)可知(zhi)，油濃度(du)對液滴直徑的平均值沒有影響(xiang)。
2. 整體穩定性指數TSI
得益于Turbiscan穩定指(zhi)數，可以(yi)監測(ce)樣(yang)品隨老化時間的不穩定動(dong)力學。它(ta)總結了樣(yang)品中檢測(ce)到(dao)的所有(you)變化(上(shang)浮(fu)、聚并、粒徑變化……)。在一(yi)定的(de)時間內，TSI越高(gao)，樣品的穩定性越差。
通過圖2和表1，我們可以(yi)比較菜籽油濃(nong)度(du)對整體(ti)穩定(ding)性的影響。油的濃(nong)度(du)越高，乳液越穩定(ding)。
3. 液滴的遷移速率(lv)
使(shi)用(yong)Turbiscan技術，我們(men)可以(yi)識別出所有樣(yang)品的的不穩定過(guo)程，這組實驗(yan)的不穩定現象類似，油滴趨向(xiang)于向(xiang)樣(yang)品頂部上浮。
可以對樣品的底/中/頂三(san)個部分(fen)(fen)進行以(yi)下分(fen)(fen)析(xi):
在底部的背散射(she)隨時間減(jian)小(xiao)，由于底部油滴濃度降低(di)出現澄清。
在(zai)頂(ding)部(bu)的(de)背向(xiang)散(san)射隨著時間的(de)增加(jia)而增加(jia)，由于形成了(le)上浮層。
樣品中間沒(mei)(mei)有背(bei)散射光變化，也就(jiu)是說沒(mei)(mei)有液滴大小變化的現象。
利用高級計(ji)算(suan)，可以通過跟蹤掃描線的遷移來(lai)計(ji)算(suan)油滴的遷移速度(表2)。
我們觀(guan)察(cha)到，當(dang)油相體(ti)(ti)積較小時(shi)，上浮速(su)度更為快(kuai)。這可以解釋(shi)為，當(dang)油濃度較高時(shi)，乳液粘度增加，從而減慢了(le)相分離。
結論
本應(ying)用展(zhan)示(shi)了(le)Turbiscan在短(duan)時間內快速、簡單地(di)表征(zheng)不同樣品不穩定現(xian)象的(de)數據。下面的(de)雷達圖(tu)總結(jie)了(le)得到的(de)結(jie)果(guo)：
綜上(shang)所述，油(you)濃度(du)對乳狀(zhuang)液(ye)中油(you)滴粒(li)徑沒有(you)影響，但隨著油(you)濃度(du)的增(zeng)加，體系粘度(du)增(zeng)大(da)，油(you)滴的運移(yi)速度(du)減小。因此，乳化液(ye)濃度(du)越(yue)高(gao)，其穩定性越(yue)好(hao)。只需一個小時的測(ce)量，就可以比較(jiao)樣品的穩定性。
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