化妆品体系粘度的影响因素.docx

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化妆品体系粘度的影响因素

化妆品体系粘度的影响因素

摘要：

本文介绍了化妆品面膜液和乳液粘度的影响因素，着重综述了配方、工艺和测量[]方法对化妆品体系粘度的影响。

关键词：

粘度化妆品影响因素

粘度是流体粘滞性的一种度量，是流体流动力对内部摩擦现象的一种表示。

化妆品的乳状液和水剂类均属于流体，从实用和理论的论点来看，粘度逐渐成为化妆品的重要物理性质和技术指标之一。

某些化妆品为了保持体系的稳定性，只有合乎一定的粘度规格才适用。

同时，粘度也影响产品的外观和消费者的使用感觉，因此，产品达到合适的粘度并维持其稳定性和恒定性在化妆品研究领域中具有重要意义。

影响化妆品产品粘度的因素很多，如配方、生产工艺和测量方法等。

化妆品的配方组分及其生产工艺是影响产品粘度的主要因素，同时，粘度的测量方法对产品粘度的准确性评估提供依据。

由于诸多因素的影响，所以对产品粘度的衡量控制是要求保持在一定的范围之内，一定范围内波动的产品粘度可以作为化妆品质量的技术指标之一。

相宜本草化妆品有限公司已实施了对面膜液粘度和乳液粘度的规范控制，粘度成为本公司测量产品稳定性的表征方法之一。

化妆品粘度的影响因素复杂，总结归纳粘度的影响因素将对化妆品的质量控制具有重要的意义。

本文以相宜本草化妆品有限公司产品的实例及文献总结归纳化妆品产品（面膜液和乳液）粘度的影响因素。

一、化妆品体系的粘度

粘度是流体受外力作用移动时，分子间产生的内摩擦力的度量。

剪切应力与剪切速度之比为常数时，称为牛顿流体，所测的粘度称为牛顿粘度；剪切应力与剪切速度之比随剪切应力变化，称为非牛顿流体，所测得的粘度为相应剪切应力作用下的表观粘度，化妆品多为非牛顿流体，因此对于化妆品所测的粘度均为“表观粘度”。

制备具有一定稳定粘度的产品是一个重要的配方问题和工艺问题。

当分散相浓度不大时，可以用Einstein公式（公式1.1）计算粘度：

∩=∩0（1+2.5φ）（公式1.1）

对于浓的乳状液，改进的Hatsche公式（公式1.2）与实验结果较相符：

式中h为校正系数，EMBEDEquation.DSMT4和EMBEDEquation.DSMT4分别代表乳状液和分散介质的粘度。

由公式1.1和公式1。

2可以看出，乳液的粘度均与分散相介质的浓度有关。

乳液粘度随分散相浓度的增大而增加。

因此，乳液的粘度与体系的油水体积比有关，对于O/W乳液，增加油相体积，乳液的粘度增加，W/O乳液，增加水相体积，乳液的粘度增加。

二、化妆品配方体系对产品粘度的影响

（一）增稠剂对粘度的影响

目前，水溶性聚合物是应用于化妆品中最广泛的增稠剂，如常用的卡波系列、纤维素类和汉生胶等。

这些增稠剂能直接影响产品体系的粘度，但增稠的外观不同，如汉生胶增稠体系的外观比纤维素增稠的体系看起来更显得细腻。

因此，可以通过外观产品的流动性的需要选择合适的增稠剂，通过改变增稠剂的添加量来调节产品的粘度。

1．卡波系列

卡波系列的增稠剂在pH值较低时，体系的粘度较低，而加入碱性物质，如三乙醇胺或氢氧化钠溶液后，由于PH值升高，体系粘度相应增加，流动性相应减小。

由于聚丙烯酸以溶液形式存在于水相中或被吸附在乳液液滴的表面上，所以所形成的丙烯酸盐类在体系中呈粒子状态，其分子链上带负电荷，分子链内旋转势能增加，大分子的柔性减小，分子链伸直，相互作用力增加，在宏观上表现为粘度升高，体系变得粘稠。

当卡波溶液被中和时，溶液的粘度总是被提高。

在PH值在5~10范围内，粘度几乎不变，但随着PH值继续提高，增稠效率降低，粘度下降。

这是由于过多的中和剂起着离散离子的作用。

卡波系列的增稠体系可与很多制剂配伍，但却不耐离子。

可溶性盐的加入会降低卡波的增稠效率。

一价离子会降低体系的增稠效率，二价或三价不但使体系变得稀薄，而且当含量足够时，会产生不溶性沉淀物。

因此卡波体系的配方中，为了保证粘度的稳定性，要避免离子的引入。

2．纤维素

目前，化妆品应用的纤维素多为水溶性纤维素的衍生物，如：

甲基纤维素（MC）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、羟乙基甲基纤维素（HEMC）、羟丁基甲基纤维素（HBMC）、乙基羟乙基纤维素（EHEC）。

它们很多方面的性质和用途与甲基纤维素相似。

纤维素醚是水溶液和非水溶液很有效的增稠剂，增稠体系的粘度取决于所用纤维素醚的相对分子质量、类型和浓度。

纤维素醚是非离子性的，它不与金属盐类和其他离于形成不溶的沉淀，因而不会导致粘度的降低。

其水溶液在PH为3~10范围内稳定。

3．汉生胶

汉生胶水溶液是典型的假塑性体，其表观粘度随搅拌激烈程度而变小。

在剪切应力较低时，切变速度随切剪应力增加而缓慢增大，当剪切应力到达某一范围时，切变速度随剪切应力增加而急剧增大，即表现为表观粘度急剧下降。

在撤销剪切应力后，经过一段时间可恢复至原有的粘度。

与其他增稠剂相比，汉生胶溶液是耐剪切的，粘度相对保持稳定。

除高浓度的丙烯酸聚合物外，汉生胶可与大多数合成水溶性聚合物配伍，表现出粘度增加的协同效应。

温度变化对汉生胶溶液的粘度影响很小。

pH值对汉生胶溶液粘度的影响也是很小的。

在中性附近，其溶液的粘度是很稳定的。

相宜本草化妆品有限公司的面膜液粘度指标要求控制在320~420mpa.s，由于每批增稠剂原料自身同样存在粘度的差异，所以产品生产前需进行增稠剂原料的粘度测量。

若增稠剂原料粘度与其自身粘度的指标相比较浮动过大，则需要通过试验重新确定增稠剂的使用量，以保证产品粘度的稳定性。

（二）乳化剂对粘度的影响

乳化剂是稳定乳状液的重要成分，起到降低表面张力、乳化、分散的作用。

在所应用的乳状液体系中，具有较高的表面活性，产生较低的界面张力，通过在界面的吸附形成相当结实的界面膜，防止了乳状液分散相液滴的聚集。

化妆品乳状液是一种多分散相体系，通过乳化剂的加入使得一种或几种液体以小液滴的形式均匀稳定地分散到另一种与其不相混溶的液体中。

化妆品常使用的乳化剂根据其亲水部分的特性主要分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂。

乳化剂的类型、浓度、性质均能影响化妆品乳液的粘度。

1．乳化剂类型对乳液粘度的影响

不同类型的乳化剂必会形成不同的界面膜，这种界面膜会影响到乳状液液珠内的环流，因而会影响到乳液的粘度。

离子型的乳化剂稳定的乳液液滴表面电荷的相互作用及非离子乳化剂稳定的乳液液滴表面的氢键作用均会对乳液的粘度产生影响。

（l）阴离子型乳化剂

传统中最常用的阴离子乳化剂是皂类，即单价羧酸盐类，通式为RCOOM。

阳离子M为钠、钾、铵和三乙醇胺等。

皂类的脂肪酸基为C12~18，一般为混合的脂肪酸，主要通过乳化过程中脂肪酸与相应的碱反应生成乳化剂。

此类乳化剂的乳化效果受到了诸多因素的影响。

配方体系中脂肪酸的中和度直接影响生成乳化剂的量，乳化剂的量对乳液体系的乳化能力有很大的影响，而乳化效果直接影响乳液的粘度。

另外，此类乳化剂对钙离子较为敏感，因此使用时最好添加螯合剂，减少其沉淀的发生。

（2）非离子型乳化剂

非离子乳化剂在水溶液中不电离，不带电荷，因而可与各类乳化剂和化妆品原料配伍，可用于广泛的PH值配方，制得的产品相对稳定。

脂肪醇聚氧乙烯醚类的非离子乳化剂，如EnmulginS2（硬脂醇聚醚-2）和EnmulginS21（硬脂醇聚醚-21）的复配使用制得的乳化体系，可形成液晶结构，所得的稳定结构保持了乳液的相对稳定。

SLMULSOL165为甘油硬脂酸酯和PEG-IOO硬脂酸酯复配的乳化剂，甘油单硬脂酸酯时很有效的W/O乳化剂，与HLB值高的PEG-IOO硬脂酸酯复配可用于制备O/W型乳液。

SLMULSOL165乳化剂制备的乳液，其粘度受均质的影响很大。

乳液均质时间过长，乳液的粘稠度增加，所得的乳液流动性下降，粘度增大。

聚甘油脂肪酸酯是由甘油和脂肪酸经酯化而成的，调节甘油的聚合度、酸化度和脂肪酸的种类可以获得具有不同特性的天然化妆品乳化剂。

这类酯符合当今化妆品原料的发展趋势、来源于植物、安全性高、稳定性好。

Care450（聚甘油-3-甲基葡糖二硬脂酸酯）所制得的乳化体系，尽管乳化能力不如聚氧乙烯系列的乳化剂，但由于其多功能性和完全不含聚氧乙烯，开始日益受到重视。

此乳化剂稳定的乳液需要依赖均质来获得稳定，即需要极高的外界能量来实现乳化效果。

此乳化剂获取外界能量形成稳定乳液易形成层状的液晶结构而使得乳液具有极好的稳定性，乳液的粘度也会因此相对稳定。

所以，为了保持此乳化剂稳定的乳液粘度的稳定性，必须在乳化过程中，配合适当的均质速度和均质时间，以保证乳液乳化获得足够的能量，得到稳定的乳化体系。

糖苷乳化剂是近年来推出的安全、温和、有效的乳化剂。

MontanolL为C12-20醇和C12-20烷基葡糖苷复配体系，此乳化剂值得的乳液触变性好，温度对乳液的粘度影响小，对配置粘度相对稳定的乳液效果好。

此外，还有一些PEG-30二聚羟基硬脂酸酯，缩写PHS-PEO-PHS是一种A-B-A型共聚物乳化剂，A代表羟基硬脂酸酯（亲油基），B代表聚氧乙烯（亲水基）。

此乳化剂显著的特性是可以配置低粘度稳定的乳状液。

2．乳化剂浓度对乳液粘度的影响

乳化剂的浓度大小对乳状液液滴的大少及分布有影响，所以会影响到乳液粘度。

乳化剂对乳液粘度的影响主要时受两种因素的制约。

第一，乳化剂浓度的增大，所得乳液的平均半径下降，粘度上升。

第二，乳化剂增加，乳液脚力的粒径分布较宽，乳液粘度下降。

所以乳化剂浓度对乳液粘度的影响主要表现为上述两种因素综合作用的结果。

三、工艺因素对产品粘度的影响

化妆品配方确定以后，产品的粘度控制需要通过实际生产过程中生产工艺的控制实现。

面膜液粘度主要是水溶性聚合物的的影响，而乳液粘度影响的工艺参数较多，如搅拌速度、均质时间、均质速度、降温速度等。

因此，本文主要阐述影响乳液粘度的工艺因素。

（一）乳化前油相和水相的调制

油相在乳化前加入到油相溶解锅内，使其固状和半固状油分充分溶解。

油相主要由润肤剂、乳化剂等组成，在溶解的过程当中，要避免过度加热和长时间加热导致的油分氧化所引起的粘度变化。

水相中常会用水溶性聚合物来调节产品的流变性，对乳液粘度有很大的影响。

配方中的水溶性聚合物，应在室温下充分溶[来自wwW.lw5u.coM]胀后再搅拌，以防止其结团。

因为结团块状物的表面与溶剂结合所形成保护层会减缓溶剂穿过混合层向内部干燥粉末缓慢渗透的速度，使得混合时间增加。

冗长的混合时间容易导致聚合物分子链断裂破坏，而引起粘度下降。

（二）乳化影响

乳化过程中影响粘度的因素很多，如添加相的添加速度、搅拌条件、乳化温度和时间、乳化锅的种类、均质速度和时间。

乳化温度对乳液粘度的影响很大。

乳化温度过高，导致油相中的某些油分氧化变质影响粘度。

乳化温度过低，使得乳化料体的流动性降低，削弱了流体流层间的传质行为，使得乳液液滴粒径分布不均，导致乳液粘度下降。

所以乳化的温度一般要比最高熔点油分的熔化温度高5一10℃比较合适。

并且水相的温度要略高于油相温度，以防止高熔点油分结晶析出造成的乳化不良，引起的粘度降低。

添加相在进入乳化锅乳化的过程中，要控制添加相的添加速度，加料速度因尽可能慢些。

添加相过快会使得乳化液滴粒径分布不均，粘度降低。

搅拌速度会直接影响乳液液滴的分散程度和运动速度。

搅拌速度越快，利于流体湍流的形成，料体混合作用增强，乳液液滴分散越细，粘度增加。

搅拌时间会影响乳液液滴粒径的分布。

搅拌时间越长会使得乳液液滴粒径分布均一，所得到的乳液粘度的相对稳定。

均质能使油相和水相两相更均匀的相互混合，使乳液液滴极度细化。

均质速度过快和过慢均不能得到稳定的产品，均质速度过慢使得乳化体系不稳定，均质速度过快会导致产品反相。

因此，适度的均质能保持产品高度的稳定性，进而保持了乳液体系粘度的稳定性。

但均质的速度和均质的时间要因不同的乳化体系而异。

含水溶性聚合物的体系，均质的速度和时间要加以严格的控制，以免过度剪切，破坏聚合物的结构，造成不可逆的变化，改变了体系的粘度。

某些类型的乳化剂，如165乳化剂稳定的乳液，其乳液粘度会随均质时间的增加而增大。

有助表面活性剂，如十六十八醇的配方体系中，随着均质时间的增加，乳液液滴粒径减小，助乳化剂在液滴表面更多的迁移，与乳化剂的协同作用使得乳液液滴稳定，乳液液滴粒径的减小导致料体厚度增加，流动性下降，粘度增加。

因此，保持乳液粘度的稳定性，需要在产品的中试过程中，根据配方，选择合适的均质速度和时间。

（三）冷却影响

冷却过程中的工艺参数，如降温速度、搅拌速度、搅拌时间等，均会影响乳液液滴的粒径大小及其分布，对乳液的粘度产生影响。

冷却速度的影响很大，通常较快的冷却能够获得较细的颗粒。

因温度较高时，由于乳液液滴布朗运动较为强烈，小的液滴会发生相互碰撞而合并成较大的液滴；反之，若乳化操作结束后，对料体立刻进行快速的冷却会使小的液滴“冻结”住，减少了液滴的碰撞和合并作用。

但冷却速度过快，会导致高熔点的油脂产生结晶，导致乳化剂所生成的保护胶体的破坏。

因此，选择合适的冷却速度，控制了乳液液滴粒径的大小和粒径的分布形态，进而乳液粘度也将有利于良好的控制。

四、测量方法对产品粘度的影响

粘度的测量方法很多，有毛细管式粘度计、品氏粘度计、管球粘度计、旋转式粘度计、数字式粘度计、恩式粘度计、杯式粘度计等。

这些粘度计中有些粘度计的操作困难，有些要求测试的条件高，虽然有些操作简单，但误差较大。

目前一般采用NDJ-8S数字粘度计测量产品的粘度。

此类粘度计在测量流体粘度时要注意测量的多种因素对产品粘度的影响。

产品在测量粘度时的测量状况可以对测量的结果有影响，测试的参数，包括粘度计型号、转子／转速的组合、承装样品的容器大小、样品温度等等，所有参数不仅会影响到测量的准确性，同时会影响你所测量材料的真实粘度。

因此在作测试时，对于仪器的控制和测试参数的控制是非常重要的。

第一，粘度测量前的准备工作。

在产品测量粘度前，样品的前处理可能会影响粘度测量的结果，特别是流体会受到热或时间的影响，亦即样品保存状况和样品准备技术必须设计将影响粘度效应的因素减至最低，如保存要封口防止水分的挥发；搅拌要缓慢防止气泡产生。

在测量样品的粘度前，必须要保持转子的清洁和干燥，如果转子残留有其它样品或清洁后残留的水，就会影响测量的准确度。

第二，粘度测量技术必须实行规范操作。

测量粘度的转子必须垂直于所测流体的水平面，所以机器一定要保持水平状态，机身内的心轴要保持垂直，并且，承装流体的液面必须在转子要求的刻度线处，承装流体的容器最好选用深口的，使得转子距容器底部保持一定的距离。

此外，一些影响粘度的因素，如样品的均匀度也可能影响粘度测量结果。

所谓产品的均匀度．不仅仅只是体系的流体的均匀性，防止气泡的产生，同样也要保持体系温度的均匀性。

若能提高样品的均匀度，则容易得到一致的结果，所以在做搅拌或摇晃样品的动作时，小心不要太严重扰动样品。

五、展望

化妆品体系粘度的影响因素众多，只有全面了解化妆品粘度的影响因素，才能更好地保持其粘度的相对稳定性。

但综合考虑各种因素对化妆品体系粘度的影响，还有待进一步的研究。

我们相信随着影响化妆品粘度影响因素认识的逐步深入，化妆品体系粘度的研究必将使化妆品质量的控制发挥重要的作用。

编辑／闻慧

-全文完-