傳統制備乳狀液的方法有很多種,大多是先把乳化劑溶于水中或油中,然后在控制油水混和速度的條件下,采用攪拌、震蕩或超聲波等方式進行混和,這樣制得乳狀液存在著液滴大小不均勻、易聚結等弊端。液晶乳化技術是近幾年才出現的新技術,有關這方面的報導還不多。它是先制備表面活性劑液晶,再把油溶解于其中,形成液晶包油的凝膠(0/Lc),然后將水加入凝膠中得乳狀液(0/Lc/w)。對不同的體系,液晶結構、相行為、溶油能力、乳化條件等存在著差別。本文所研究體系在化妝品領域中起重要作用,故以此為基礎進行研究。

1實驗

1.1　儀器　Orthoplux-P01型偏光顯微鏡;Zetasizer3型激光散射儀。

1.2　藥品　十六烷基磷酸酯精氨酸(分析純);甘油(分析純);白油(化妝品級);重蒸水。

1.3　實驗方法

1.3.1　液晶的制備

將表面活性劑十六烷基磷酸酯精氨酸(簡寫Amphisol-Arg)與水(和甘油)以一定比例混和均勻,室溫24小時后即成層狀液晶或液晶與溶液的兩相體系。用偏光顯微鏡可觀察液晶的結構。

1.3.2　o/w型乳狀液的制備

微熱且不斷攪拌下,向液晶中緩緩加入油,得透明凝膠,將重蒸水不斷攪拌加入,即形成o/w型乳狀液。用激光散射儀可測得液滴的粒徑分布。

2結果與討論

2.1　表面活性劑(Amphisol-Arg)/水二元系統

圖1為Amphisol-Arg與水二元體系相圖。相圖中的大部分區域被層狀液晶相所占據。在表面活性劑濃度很低的區域(<5%),形成液晶懸浮于水中的兩相區。改變偏光顯微鏡測試臺的溫度,液晶狀態變化不大。說明離子型表面活性劑液晶在一定溫度范圍內不受溫度的影響。單相層狀液晶的顯微圖象呈現細而密的斑紋,如圖2(a)。圖2(b),(c)為懸浮于水中的液晶的顯微結構,本體系中共測出兩種:十字花型和棒狀。

十六烷基磷酸酯精氨酸與水在廣泛的濃度范圍形成液晶,這是與前者的分子結構特點

是密切相關的。Amphisol-Arg分子呈細長的棒狀結構(如下所示),且分子中有很強的極性基團(右端)。這種特殊的結構使得相鄰分子親水部分間存在較強的相互作用,分子間易形成整齊排列的高聚結構——液晶。即使在很低的濃度下,這種結構仍然存在。

十六烷基磷酸酯精氨酸分子式

2.2　Am phisol- Arg/水/甘油三元系統

　　Am phisol- Arg同水可形成穩定的層狀液晶,但這種液晶的溶油力很差。若在不斷攪拌下直接將油加入上述液晶中,油很易從液晶中分離出來,這是由于表面活性劑不適宜的HLB值造成的。若在液晶中引入第三種組分——甘油,則可大大提高液晶的溶油能力。但若要得到最佳的溶油效果,水、甘油、表面活性劑之間存在著一定的比例關系。hisol-Arg/水/甘油三元系統相圖如圖3所示,大部分區域仍被層狀液晶相所覆蓋。

圖3　Amphisol-Arg/H₂O/甘油三元相圖及溶油區域

1:液晶區(Lc)　　2:Lc+w兩相區

2.3　最佳溶油區

將Am phisol-Arg固定為10%(質量比)。改變水與甘油的組成,測定各液晶樣品的最大溶油能力,如圖4(表1數據)。當液晶中不含甘油時,溶油能力幾乎為零;隨甘油含量增大,溶油力逐漸提高;甘油含量為70%時溶油力達最高水平。

若同時改變三種組分的含量,對于不同配比的液晶,溶油力存在著很大的差別。以每克液晶能溶解油的克數定義液晶的溶油力,則圖3中大陰影部分為溶油力大于25的區域;小陰影部分為溶油力大于45的區域;其它區域溶油效果較差甚至完全不能溶油。在小陰影區域中不僅溶油量大,而且溶油過程方便,樣品具有適宜的流變粘度,易于油的溶解操作。所以,從溶油力及溶油過程考慮,用于乳化的液晶的最佳配比當屬陰影部分的中間一點,即:Amphisol-Arg:甘油:水=1:7:2(質量比)。

2.4　液晶乳化效果

室溫下,溶解了部分油的液晶粘度很大,給混和攪拌帶來困難。但當溫度控制在45-50℃時,體系的流動性提高,溶油迅速,且液晶結構不至于受到破壞。用此法形成的乳化粒子細小而均勻圖5為激光散射儀測得的粒子小大分布(表2數據),粒徑基本在100nm-200nm范圍內,只在140nm處出現單一峰?？梢娨壕榛ǖ玫降娜闋钜阂旱瘟叫?、分布窄。將該乳狀液在室溫下放置一個月,顯微觀察,其粒子仍不聚結,狀態穩定如初。乳狀液如此穩定,完全是油、水界面上液晶作用的結果。高強度液晶膜的存在使每個乳狀液滴被牢固地固定住,粒子間的范德華力不能攻克液晶這一保護層。聚結作用難以發生。

3結論

十六烷基磷酸酯精氨酸、甘油、水在廣泛的濃度范圍能形成溶致液晶,但不同配比的液晶溶油能力相差懸殊。

用液晶乳化法制備的乳狀液液滴細小、均勻。油、水界面上液晶的存在使乳狀液液滴久置而不聚結。