化妆品加工工艺.ppt

——流变性质分析,化妆品加工工艺,化妆品近20年的发展,,美国P&G 雅芳 英国的联合利华 德国的汉高威娜 日本的资生堂、花王、高丝 法国的欧莱雅、迪奥等自90年代陆续进入中国市场，销售日益火爆，中国的化妆品行业也飞速发展化妆品中不可缺少的成分 --表面活性剂,表面活性剂不仅具有很高的活性，即在溶液（主要应用月水溶液）中加入量很少，例如，0.001―0.2mol／L就能使水的表面张力大幅度地降低，而且还具有润湿和反润湿（防油、放水）、乳化和破乳、发泡和消泡、洗涤、渗透、分散与絮凝、增溶、抗静电、润滑等应用特性因此，表面活性剂已被广泛应用于石油、纺织、医药、采矿、食品、洗涤、化妆品等许多领域中在化妆品中表面活性剂作为乳化剂，其作用是极为重要的表面活性剂的分类,化妆品的流变特性,化妆品的流变特性主要涉及化妆品的黏性、弹性、硬度、润滑性、可塑性、分散性等物理性质，这些性质既影响化妆品的使用，又关系到化妆品在产品配方设计、工艺过程、设备的选择、质量管理等方面此外，流变特性是化妆品内部单个粒子以及粒子之间相互作用的反映因此，研究化妆品的流变特性，有助于了解化妆品内部的构造。

综上所述，化妆品的流变性质不仅是化妆品设计、制备、运输、贮存等方面的重要参数，也是产品质量保证的依据流型,黏度是液体流动时所表现出来的内摩擦设在两平行板间有某液体，其中一块保持静止，另一块（如上面的平板）以速度v向x方向作匀速运动如果将液体沿y方向分为很多小薄层，则各液层向x方向的流动速度随y值的变化而不同如图所示，用带有箭头且相互平行、长短不等的线段表示各个液层的流动速度液体流动时存在着速度梯度dv/dy因此，产生了流动阻力若要维持稳定的流动即保持一定的速度梯度，则需施加恒定的力F，此力为剪切力如果该板的面积为A，那么切力F的大小与A和dv/dy成正比，即 F=ηAdv/dy 式中 η——比例系数，又称液体的黏度牛顿将粘度定义为所加应力与流动梯度的比例剪切力,剪切率,,*假定: 板的长度远大于板的间距τ=F/A,γ=V/X,非牛顿流体 在实际应用中遇到的多数乳化体、悬浮体和凝胶状等体系的化妆品，其D-τ关系不符合牛顿公式，即τ/D的比值不再是常数，而是速度梯度D的函数不符合牛顿公式的流体称为非牛顿流体对非牛顿流体来说，可分为塑性型、假塑性型和胀性型的类型. 流变性质与流变曲线 若以剪切速率D对单位面积上的切力τ作图，得到的曲线称为流变曲线。

不同的流体、不同的类型都有不同种类的流变曲线牛顿流体,牛顿型流体的粘度在一定温度下有定值，D与τ呈线性正比关系，即流体的流变曲线为直线，其斜率1/η，且经过原点，如图所示这种流型的流体只要有微小的外力作用，就能引起液体的流动塑性液体,塑性流体也叫Bingham流体，其特点是切力须超过某一临界值τy后，体系才开始流动，一旦开始流动，其D-τ之间的关系跟牛顿流体一样呈线性关系其流变方程为 τ－τy=ηpD 其中 ηp――塑性黏度； τy――开始流动时的临界切力 塑性流体的流变曲线基本上是一条不通过原点的直线，只在剪切力很低时呈曲线从流变曲线可知，只有当τ大于某一值τL时，流体才开始流动，τL称为静切力，这时体系并非全部发生变形，只是在容器的边缘区域发生变形，产生滑动当τ值大于τM后，流动形式和牛顿体完全一样，可认为体系中粒子间的结构完全拆散，故称τM为层流切力 如果黏度随剪切速率D的增加而增大，这种现象称为剪切变稠；反之，如果黏度随切速率D值的增加而降低，这种现象称为剪切变稀塑性流体中分散相粒子以聚集态存在并形成空间网状结构，当切力大于τM后，结构完全破坏 在化妆品中属于塑性流体的有牙膏、唇膏、无水油膏霜、粉底霜、胭脂等膏霜以及部分乳状液。

假塑性流体,假塑性流体，流动曲线所示其特点是流变曲线从原点开始，即体系没有屈服值，或者说只要加上很小的外力，就会发生流动；黏度是随剪切速率D的增加而降低，即具有切稀作用此类流型的流变曲线可用下面的流变方程表示τ=kDn 式中 n，k――与体系有关的常数 K是流体稠度的量度，k越大，流体越稠n是非牛顿型的度量，它与1相差越大，非牛顿行为月显著用ηa表示τ/D，ηa称为非牛顿流体表观黏度假塑性流体的表观黏度表示为 ηa=τ/D=kDn-1 因为n＜1，所以表观黏度随剪切速率的增大而变小 大多数大分子溶液和乳状液属假塑性流体大部分化妆品乳液都表现出假塑性的流变行为胀性流体,有些固体粉末的高浓度浆状在搅动时，其体积和刚性都有增加，故称为胀性流体由图中曲线可见，胀性流体的特点为流变曲线也是通过原点的，即无屈服值，但是，与假塑性流体相反，其表观黏度随切速率的增大而变大，表现为切稠作用胀性流体的流变曲线（或流变方程）也可用式（3）表示，但n1 τ=kDn (n1),对胀性流动曲线的解释是：在静止时，粒子全是分散开的；搅拌时，粒子发生重排，形成了混乱的空间结构，但这种结构不牢固，只是搅在一起，却大大增加了流动阻力，使表现黏度升高；当停止搅拌时，粒子又呈分散状态，因此，黏度又降低。

通常胀性流体需满足一下两个条件：粒子必须是分散的，而不能聚结；分散相浓度较高，但只在一个狭小的范围内才呈现胀性流体浓度低时为牛顿流体，浓度稍高时是塑性流体，浓度再高时为胀性流体例如，淀粉糊大约在40%~50%的浓度范围内才表现出明显的胀性流型某些细分散固体的浓悬浮体属于胀性流体在化妆品中这种流型较少见触变性,上面介绍的流体类型，其流变性质和时间无关但是，有些体系的流变性质却不然，其黏度还和切力作用的时间长短有关在一定的剪切速率下剪切力随时间而减小，这样的体系成为触变性体系这种体系在搅动时成为流体，停止搅动并经静置后它会慢慢恢复到原来的状态（如黏度的复），这就是所谓的触变性 触变性的产生与体系内部结构有关触变结构的主要特点是：从搅动前一定的内部结构到搅动后这种结构遭到破坏，后者从结构的拆散到结构的恢复是一个恒温可逆过程；体系结构的 这种反复转变，与时间有关，即是时间的函数从图触变性流体的流变曲线中可以看出，流变曲线不是从原点开始，这是因为只有当外力超过对结构的破坏力后才会流动；并且随剪切速率的增大，表现黏度下降这点类似于塑性流体影响体系触变性的因素多而复杂，许多问题尚不清楚关于触变性产生的原因，见解也不一致。

比较流行的看法是-：体系内粒子靠一定方式形成网架结构，流动时结构被拆散，并在切力作用下粒子发生定向流动，当剪切速率降低或者为零时，被拆散的粒子要靠布朗运动移动到一定的几何位置，才能重新形成原来的结构，这个过程需要一定的时间，从而呈现出时间的依赖，即表现出触变性 钻井泥浆、油漆等属于触变性流体化妆品中的膏、牙膏、唇膏和湿粉等都是要求有较合适的触变性硅铝酸盐类无机增稠剂易使体系产生较好的触变性粘弹性,某些物质如大分子浓溶液、化妆品的霜膏或粉体等在呈现黏性流动行为的同时，也具有弹性特征，这样的流体是粘弹性流体 例如，对固体施加很大的应力之后，也会发生变形流动；液体在快速外力作用下也会呈现固体那样的弹性当外力作用于粘弹性体上时，一部分作为弹性贮存，体系的形变不像弹性体那样立即完成，而是在一定外力作用随时间逐渐发展，最后达到最大形变，这个过程叫蠕变在一定温度和恒定的形变下，体系内会有应力产生，开始应力很大，然后随时间变化，应力逐渐衰减的过程称为松弛。