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大昌洋行(上海)有限公司(大昌華嘉科學儀器部)

Turbiscan穩定性分析儀 - 油包水體系變稀問題原因淺

時間:2020-12-21 閱讀:2537
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介紹

油包水體系的穩定性要遠遠低于水包油體系。主要內在原因是水中具有氫鍵有更強的內聚力,其張力是72,因此水滴更容易相互作用區域聚并形成連續相。油包水黏度下降的原因很多,不同的原因,在用穩定性分析儀檢測時表征的主要指標是不同的,表現出來的特征圖譜也是不同的。

 

原因分析

問題可能性1:油包水體系黏度下降大的可能性是體系發生了相轉變,即變成了水包油的體系。因為水相比油相,具有更強的內聚力,有更強的趨勢形成連續相。要獲得穩定的W/O乳化體系,要求乳化劑的親油基與油相的結構盡量相似。

 

很多W/O或O/W乳化體系都是使用PIT (Phase Inversion Temperature) 即相轉變溫度法制備的,受外界溫度波動的影響,油水比例為30:70的W/O乳液特別容易發生相轉變。

判斷體系是否有相轉變發生,可以使用TURBISCAN穩定性分析儀做如下實驗進行判斷:

1)如果制備的W/O乳化體系有放置后黏度下降的趨勢,新制備出的新鮮樣品,使用TURBISCAN穩定性分析儀,可以從譜圖上看到相轉變的過程。如下圖:

 

20201219-981149938.png

2)如果是放置一段時間,黏度已經下降的產品,使用TURBISCAN穩定性分析儀,得到的如下特征譜圖。

 

20201219-507163317.png

 

綜上所述,如果是由于相變引起的黏度下降,不論是新鮮的樣品,還是已經出現問題的產品,TURBISCAN都是可以鑒定黏度下降的原因。

 

問題可能性2: 在W/O乳化體系中,添加少量的蠟類或聚合物物質, 乳化體的黏度就會很大程度地提高。蠟類或聚合物還能形成熱穩定的凝膠結構, 從而能保護乳化體, 防止乳液中的油或水分離。

 

蠟類或聚合物的存在不同微觀結構的轉化過程,受到原料產地、添加量、加工工藝、溫度波動的影響。乳液黏度變低,一般是從一種致密的結構變成了一種稀疏的結構。新鮮產品的蠟結構逐漸稀疏的過程的TURBISCAN圖譜如下所示:

 

20201219-235050367.png

這類問題看不到分層,或很小的分層。

 

問題可能性3: 在W/O乳化體系中,添加少量的蠟類或聚合物物質, 乳化體的黏度就會很大程度地提高。但是添加的蠟類或聚合物的物質和外相油脂之間,可能存在不兼容,相互排斥的作用。表現在頂部黏度降低,底部黏度增加的現象。一般相互排斥會形成一個界線不是很清晰的*的分層。使用TURBISCAN穩定性分析儀檢測可以得到如下譜圖:

 

20201219-25024436.png

 

問題可能性4:如果是含蠟或高分子乳化體系,體系的一部分黏度來自這些物質形成的三維網絡結構,如果運輸過程中遇到強的剪切會造成三維網絡結構的破壞。一般情況下,W/O水的化妝品乳化體系都具有觸變性,三維網絡結構會很快的恢復。但是也存在由于受到的剪切太劇烈,結構不能恢復到初始狀態,也會造成黏度的降低。

 

使用TURBISCAN穩定性分析儀測量,僅僅需要20s,看一下中間部分BS值和初始值的差距,以此判斷樣品微觀結構恢復情況。

 

問題可能性5:分子構型的變化,特別是高分子構型的變化也會影響到黏度,一般發生在分散相是高分子成分的水性體系中,而油性體系很少發生。但是也有這種可能,即添加的高分子成分由于和外相的油脂之間互相排斥,外相油脂的排斥力造成添加高分子成分的構型從舒展到團聚。這個過程體現在均勻度指數上的變化。使用TURBISCAN穩定性分析儀可以得到均勻度指數隨時間下降的趨勢圖。

 

結論

綜上所述,引起W/O乳化體系黏度下降的原因很多,不同的原因,使用TURBISCAN穩定性分析儀獲得的譜圖也是不一樣的。可以根據檢測,找到引起W/O乳化體系黏度下降的原因,有針對性地對該不穩定體系優化改進。

 

Turbiscan穩定性分析儀

專為大批量研發部門和質檢部門設計。Turbiscan Lab 與全自動機械手的結合。全自動機械手包括3個獨立的恒溫槽和一個樣品輸送的機械臂。每個恒溫槽中有18個樣品槽,一共可以存儲54個樣品依次測量。恒溫槽溫度控制從室溫+5℃到60℃,樣品輸送的機械臂每小時運行60次,可連續7天不間斷工作。

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