利用LUM稳定性分析仪评价乳化剂对水性乳液配方的分散稳定性

表面活性剂通常用于稳定分散体（乳液、悬浮液等）和改善表面性能。其选择，添加浓度等是配方设计中的关键步骤。目前有许多不同的方法来评价分散体的稳定性。这些方法可能非常简单，比如直接肉眼观看差异，也可能基于个人经验判断。部分方法通过评价分散体的某些指标来衡量表面活性剂选择的好坏，比如评价粒径，电位，粘度等，但这些方法往往还需要稀释样品，操作繁琐，且需要在样品存放的不同阶段反复进行测量。间接的某一指标与稳定性往往可能并不正相关，所以间接法测量与实际的储存稳定性又存在偏差。

乳化剂的选择和乳液稳定性的评估是一项经常性的任务。这涉及到诸如乳液配方稳定性、生产优化、质量控制、保质期预测和破乳等实际问题。本文简述了用LUM稳定性分析仪评价不同乳化剂及使用浓度对乳液稳定性的影响。

1，测试原理    

Fig1 Test Principle

使用近红外光源（或多光源系统）不断照射整个样品，在样品离心加速分离的同时，与光源平行的检测器随时间连续监测并反应样品的透光率变化，从而形成样品在分离过程的空间和时间透光率图谱。通过配套的分析软件，既可定性分析样品详细的失稳过程，又可对样品间的不稳定性指数，界面分层，颗粒迁移速度，粒度和分布等进行定量分析和比较。

2，样品和测试条件

2，1，乳液的制备：阿拉伯胶按1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%(w/v)的比例溶解于去离子水中;酪蛋白酸钠按1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%(w/v)的比例溶解于磷酸盐缓冲液A中(0.6mol/L氯化钠、50mmol/L/,pH6.25);吐温20按1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%(w/v)的比例溶解于去离子水中,滚轴混合器混合12h,使乳化剂充分水合。乳化剂溶液中加入一定的质量浓度为10%(w/w)的油酸、。用高速均质机在12000r/min条件下乳化均质30s,均质4次,得到预乳状液。用功率为300W,超声时间4s,间隔时间2s,处理预乳状液2min得乳状液。

2，2，测试条件：LUMiFuge111，3000rpm，25℃，42min

3，测试结果    

Fig2 LUMiFuge scanning profile of oleic acid emulsion optimized by different emulsifiers

Fig3 LUMiFuge scanning profile of linoleic acid emulsion optimized by different emulsifiers

图2和3分别展示了含不同种类和添加量的乳化剂的油酸乳液，和乳液的透光率图谱。在离心过程中，透光率从底部开始上升往顶部移动，这是典型的水包油乳液中油滴的上浮过程。其中无乳化剂的油酸乳液和乳液上浮最严重，即最不稳定。    

Fig 4 Effects of different emulsifier mass fractionson clarification index of oleic acid emulsion

Fig 5 Effects of different emulsifier mass fractionson clarification index of linoleic acid emulsion

图4和5分别展示了不同乳化剂质量分数对油酸和乳液澄清指数的影响。澄清指数越低，稳定性越佳。3种乳化剂稳定的油酸与乳状液的澄清指数均呈先降低后升高的趋势。其中4%(w/v)的阿拉伯胶，2%(w/v)酪蛋白酸钠，1%(w/v)的吐温20乳化的的油酸与乳状液的澄清指数为同组低的一组,说明在该质量浓度下,乳化剂的稳定效果好。表面活性剂在界面吸附时一般为单分子层,当表面吸附达到饱和时,发生自聚集行为形成胶团,这是造成小分子表面活性剂作乳化剂的乳状液体系浓度增加,稳定性却下降的原因之一。    

4，小结

本文有效研究了乳化剂的添加类别和添加浓度对乳液稳定性的影响。对表面活性剂应用具有良好的指导意义。