微乳液在化妆品及洗涤剂中的应用

微乳液在化妆品及洗涤剂中的应用

微乳液最早由Schulman和Hoar[1]在1943年提出，它的理论和应用发展极为迅速，已经被广泛地应用于三次采油、洗涤去污、催化、化学反应介质和药物传递等领域中。微乳液通常是由水、油与表面活性剂和中等链长醇混合，能自发地形成透明和半透明的分散体系，也可利用极性非离子表面活性剂在不加醇的条件下得到。微乳液与普通乳状液相比，具有特殊的性质：界面张力小，通常为10~-5 N／m—10~-9 N／m；胶束粒子很小，直径约为10nm—100 nm；热力学更稳定，能够自发形成，不需要外界提供能量，经高速离心分离不发生分层现象；外观透明或近乎透明。

1 微乳液的形成机理

关于微乳液的自发形成，历史上提出了许多理论：如Schulman和Prince等的负界面张力理沦、Schulman与Bowcoff的双层膜理论、Bobbins等提出的几何排列理论及Winsor等发展的R比理论，在这些理论中以Winsor的R比埋论更为完善。

R比理论从分子间相互作用出发，认为表面活性剂、助表面活性剂、水和油之间存在着相互作用，并定义为R=(Aco—Aoo—Aii)／(Acw—Aww—Ahh)。式中Aco和Acw分别为油、水与表面活性剂之间的内聚能，Aoo和Aww分别为油分子之间和水分子之间的内聚能，Aii 为表面活性剂亲油基之间的内聚能，Aww为表面活性剂亲水基之间的内聚能。微乳液体系中可以分为4个类型Winsor I、Winsor II、Winsor III和Winsor Ⅳ。Wilsor I，R<1，是水包油型微乳液；Winsor II,R>1，是油包水型微乳液；Winsor Ⅲ是I和II的中间相，R=1，为中相微乳液，是双连续相结构。其中Winsor I．Winsor Ⅱ、Winsor Ⅲ为三相体系，在加入合适表面活性剂时可以形成Wirier Ⅳ，为单相体系，是Wirier Ⅲ的特殊形式[2]。

2 微乳液的制备

在制备微乳液的过程中，无需外加功，只需依靠体系中各成分的匹配，但会受油相、温度、PH值和表面活性剂等因素的影响。①一般的微乳液分散相的体积越大，体系温度越高越不稳定；②表面活性剂需达到一定的量，量太少无法形成微乳液，量多时对微乳液影响不大；③以阴离子表面活性剂形成的微乳液，助表面活性刑的碳原于数为6时自由能最低，当油链与助表面活性剂的碳原子和比表面活性剂的碳原子小1时，微乳液最稳定；④水包油型的体系pH值越偏离中性，体系越不稳定[3]。微乳液的结构包括水包油型(O／W)、油包水型(W／O)和双连续相结构。

微乳液的制备可以利用HLB值法[4]和盐度或温度扫描法[5]。HLB值法是选择HLB值为4～7的表面活性剂可以形成W／O型微乳液，选择HIB值为9—20的表面活性剂可以形成O／W型微乳液。盐度或温度扫描法是在表面活性剂／水／油做出的相态扫描中寻找微乳液区域，离子型表面活性剂用盐度法扫描，非离子型表面活性剂用温度法扫描。以水、油与表面活性剂绘制三元相态扫描，改变温度和盐度促使体系I一Ⅲ一Ⅱ连续的变化，这一过程中可以得到微乳液的最佳盐度(s*)和最佳增溶参数(SP*)。

3 微乳液在化妆品中的应用

微乳液比起乳状液来制取化妆品时有以下许多明显的优点：①光学透明，任何不均匀性或沉淀物的存在都容易被发觉；②是自发形成的，具有节能高效的特点；③稳定性好，可以长期储藏，不分层；④有良好的增溶作用，可以制成含油成分较高的产品品，而产品无油腻感[6]，通过微乳液的增溶性，还可以提高活性成分和药物的稳定性和效力；⑤胶束粒子细小．易渗入皮肤；⑥微乳液还可以包裹Ti02和ZnO纳米粒子，添加在化妆品中具有增白、吸收紫外线和放射红外线等特性[7]。所以微乳液化妆品近年来发展非常迅速，在化妆品的多个领域得到了很好的应用，市场前景非常广阔。

3．1 在美发中的应用

曾有一些文献[8]比较了微乳液和一般乳状液与头发中角蛋白的作用，称硅油类微乳液，因共具有低的表面能、内聚力和剪切黏度，可降低头发的梳理阻力，比一般的乳状液对头发和皮肤有更大的亲合力，更能均匀地覆盖在其表面上，开使调理作用更持久。

Bergmann曾报道由水不溶性的三甲基硅氨基二甲基硅氧烷、二价以上的金属盐和含有酯基的聚氧乙烯型非离子表面活性剂构成的微乳液作为头发的处理剂有很多优点。它稳定性非常好，不易分层；可使头发防静电、有弹性、蓬松、有光泽、易梳理且无黏结性；不会全部去除头发油脂，可抵抗外界的化学物质、阳光和风的伤害。充分体现了微乳液分相相粒径小的特点，活性物能够均匀有效地铺展在头发上。

3．2 在化妆品中对油性营养物质增溶的应用

在化妆品中活性物和药物的增溶过程中，由于一般活性物和药物结构较复杂，溶解度较小，需要达到—定的浓度才有效。所以，活性物和药物增溶已经成为这类制剂重要的工艺问题。Roche Vitamine Inc[10]报道了以无毒性的甘油单月桂酸酯或甘油单辛酸酯为乳化剂，配制水包油型微乳液，能够很好地增溶B—胡萝卜素、维生素A、D、E、K及它们的同系物和多聚不饱和脂肪酸，例如花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等这些难溶于水的油性物。

3．3 在化妆品用香精和精油中的应用

微乳液还可提高香精和精油在水溶性产品中的溶解度，起到增溶效果。传统上用乙醇作为化学成分去溶解香精，使之形成均一、透明的香精溶液。然而，使用高含量的乙醇成本较高，且乙醇易燃，蒸发快，有气味，对皮肤有刺痛作用，能使皮肤脱水，移走过多油脂，使皮肤失去保护；另外最重要的是乙醇会对眼睛有伤害，且会使头发失去保护性的油脂，令头发变干、变脆，易产生头皮屑。Dartnell[11]报道了一种无乙醇水溶性的香精微乳液，其以聚乙二醇为表面活性剂，聚甘油酯和烷基磷酸醚为助表面活性剂。这样，微乳液能够使香精很好地增溶到化妆品中。

3．4 无中等链长醇型微乳液在化妆晶中应用

在配离子型表面活性剂的微乳液时，需要C4～C6间的碳链醇作为助表面活性剂，其中戊醇已被广泛使用。然而，化妆品严格地要求产品的无毒性，微乳液在被使用时，其中戊醇有一定的刺激性，不太适合用于皮肤和眼部。F Comelles等人[12]提出了用油酸作为助表面活性剂来配制O／W或W／O型微乳液，能够很好地解决这个问题。后来他们[13]又提出了用乳酸丁酯作为助表面活性剂配制成O／W型微乳液，也取得了很好的效果。无中等链