Turbiscan稳定性分析仪 - 油包水体系变稀问题原因浅

2020-12-21

介绍

油包水体系的稳定性要远远低于水包油体系。主要内在原因是水中具有氢键有更强的内聚力,其张力是72,因此水滴更容易相互作用区域聚并形成连续相。油包水黏度下降的原因很多,不同的原因,在用稳定性分析仪检测时表征的主要指标是不同的,表现出来的特征图谱也是不同的。

 

原因分析

问题可能性1:油包水体系黏度下降大的可能性是体系发生了相转变,即变成了水包油的体系。因为水相比油相,具有更强的内聚力,有更强的趋势形成连续相。要获得稳定的W/O乳化体系,要求乳化剂的亲油基与油相的结构尽量相似。

 

很多W/O或O/W乳化体系都是使用PIT (Phase Inversion Temperature) 即相转变温度法制备的,受外界温度波动的影响,油水比例为30:70的W/O乳液特别容易发生相转变。

判断体系是否有相转变发生,可以使用TURBISCAN稳定性分析仪做如下实验进行判断:

1)如果制备的W/O乳化体系有放置后黏度下降的趋势,新制备出的新鲜样品,使用TURBISCAN稳定性分析仪,可以从谱图上看到相转变的过程。如下图:

 

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2)如果是放置一段时间,黏度已经下降的产品,使用TURBISCAN稳定性分析仪,得到的如下特征谱图。

 

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综上所述,如果是由于相变引起的黏度下降,不论是新鲜的样品,还是已经出现问题的产品,TURBISCAN都是可以鉴定黏度下降的原因。

 

问题可能性2: 在W/O乳化体系中,添加少量的蜡类或聚合物物质, 乳化体的黏度就会很大程度地提高。蜡类或聚合物还能形成热稳定的凝胶结构, 从而能保护乳化体, 防止乳液中的油或水分离。

 

蜡类或聚合物的存在不同微观结构的转化过程,受到原料产地、添加量、加工工艺、温度波动的影响。乳液黏度变低,一般是从一种致密的结构变成了一种稀疏的结构。新鲜产品的蜡结构逐渐稀疏的过程的TURBISCAN图谱如下所示:

 

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这类问题看不到分层,或很小的分层。

 

问题可能性3: 在W/O乳化体系中,添加少量的蜡类或聚合物物质, 乳化体的黏度就会很大程度地提高。但是添加的蜡类或聚合物的物质和外相油脂之间,可能存在不兼容,相互排斥的作用。表现在顶部黏度降低,底部黏度增加的现象。一般相互排斥会形成一个界线不是很清晰的完全的分层。使用TURBISCAN稳定性分析仪检测可以得到如下谱图:

 

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问题可能性4:如果是含蜡或高分子乳化体系,体系的一部分黏度来自这些物质形成的三维网络结构,如果运输过程中遇到强的剪切会造成三维网络结构的破坏。一般情况下,W/O水的化妆品乳化体系都具有触变性,三维网络结构会很快的恢复。但是也存在由于受到的剪切太剧烈,结构不能恢复到初始状态,也会造成黏度的降低。

 

使用TURBISCAN稳定性分析仪测量,仅仅需要20s,看一下中间部分BS值和初始值的差距,以此判断样品微观结构恢复情况。

 

问题可能性5:分子构型的变化,特别是高分子构型的变化也会影响到黏度,一般发生在分散相是高分子成分的水性体系中,而油性体系很少发生。但是也有这种可能,即添加的高分子成分由于和外相的油脂之间互相排斥,外相油脂的排斥力造成添加高分子成分的构型从舒展到团聚。这个过程体现在均匀度指数上的变化。使用TURBISCAN稳定性分析仪可以得到均匀度指数随时间下降的趋势图。

 

结论

综上所述,引起W/O乳化体系黏度下降的原因很多,不同的原因,使用TURBISCAN稳定性分析仪获得的谱图也是不一样的。可以根据检测,找到引起W/O乳化体系黏度下降的原因,有针对性地对该不稳定体系优化改进。

 

Turbiscan稳定性分析仪

专为大批量研发部门和质检部门设计。Turbiscan Lab 与全自动机械手的结合。全自动机械手包括3个独立的恒温槽和一个样品输送的机械臂。每个恒温槽中有18个样品槽,一共可以存储54个样品依次测量。恒温槽温度控制从室温+5℃到60℃,样品输送的机械臂每小时运行60次,可连续7天不间断工作。

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