乳剂是由水相、油相和乳化剂组成的液体制剂,但要制成符合要求的稳定的乳剂,首先必须提供足够的能量使分散相能够分散成微小的乳滴,其次是提供使乳剂稳定的必要条件。
(一)降低表面张力
当水相与油相混合时,用力搅拌即可形成液滴大小不同的乳剂,但很快会合并分层。这是因为形成乳剂的两种液体之间存在表面张力,两相问的表面张力愈大,表面自由能也愈大,形成乳剂的能力就愈 小。如水与液体石蜡之间的表面张力为50 x 10-5N/cm,水与植物油之间的表面张为23 x 10-5N/cm,所 以水与液体石蜡形成乳剂的能力较水与植物油形成乳剂能力小得多。两种液体形成乳剂的过程,也是两 相液体问新界面形成的过程,乳滴愈细新增加的界面就愈大,如边长为lcm的立方体总表面积为6cm2若 保持总体积不变边长变为1μm时,则总表面积变为600 000cm2,表面积增10万倍。乳剂的分散度越大, 新界面增加就越多,而乳剂粒子的表面自由能也就越大。这时乳剂就有很大地降低界面自由能的趋势, 促使乳滴变大甚至分层,所以乳剂属于热力学不稳定分散体系。为保持乳剂的分散状态和稳定性,必须 降低界面张力,一是乳剂粒子自身形成球体(因为体积相同以球体表面积最小),其次是加入的乳化剂最 大限度地降低表面张力和表面自由能。
(二)加人适宜的乳化剂
制备乳剂时必须加入适宜的乳化剂。乳化剂被吸附于乳滴的界面,使乳液在形成过程中有效地降 低表面张力或表面自由能,有利于形成和扩大新的界面,使乳剂保持一定的分散度和稳定性,同时在 乳剂制备过程不必消耗更大的能量,以至用简单的振摇或搅拌的方法,就能制成稳定的乳剂。所以选 择适宜的乳化剂,是制备符合要求的乳剂的必要条件。
(三)形成牢固的乳化膜
乳化剂的重要作用之一是降低油、水之间的表面张力,与此同时乳化剂被吸附于乳滴的表面上,在降低油、水间的表面张力和表面自由能的同时,也使乳化剂在乳滴周围有规律的定向排列成膜,可阻止乳滴的合并。在乳滴周围形成的乳化剂膜称为乳化膜。乳化剂在乳滴表面上排列越整齐,乳化膜就越牢固,乳剂也就越稳定。乳化膜有三种类型。
1.单分子乳化膜表面活性剂类乳化剂被吸附于乳滴表面;有规律地定向排列成单分子乳化剂层,称为单分子乳化膜,增加了乳剂的稳定性。若乳化剂是离子型表面活性剂,那么形成的单分子乳化膜是离子化的,乳化膜本身带有电荷,由于电荷互相排斥,阻止乳滴的合并,使乳剂更加稳定。
2.多分子乳化膜亲水性高分子化合物类乳化剂,在乳剂形成时被吸附于乳滴的表面,形成多分子乳化剂层,称为多分子乳化膜。强亲水性多分子乳化膜不仅阻止乳滴的合并,也增加分散介质的黏度,使乳剂更稳定。如阿拉伯胶作乳化剂就能形成多分子膜。
3.固体微粒乳化膜作为乳化剂使用的固体微粒对水相和油相有不同的亲合力,因而对油、水两 相表面张力有不同程度的降低,在乳化过程中固体微粒被吸附于乳滴的表面,在乳滴的表面上排列成 固体微粒膜,起阻止乳滴的合并的作用,增加了乳剂的稳定性。这样的固体微粒层称为固体微粒乳化膜。如硅皂土、氢氧化镁等都可作为固体微粒乳化剂使用。
(四)有适当的相体积比
油、水两相的容积比简称相体积比(phase volume ratio)。从几何学的角度看,具有相同粒径球体,最紧密填充时,球体所最大体积为74%,如果球体之间再填充不同粒径的小球体,球体所占总体积可达90%,但实际上制备乳剂时,分散相浓度一般在10%~50%之问,分散相的浓度超过50%时,乳滴之间的距离很近,乳滴易发生碰撞而合并或引起转相,反而使SLN不稳定。所以制备乳剂时应考虑油、水两相的相体积比,以利于乳剂的形成和稳定。
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