纳米乳液的稳定性

        稳定性是纳米乳液最重要的参数之一,由于内相液滴尺寸极小,液滴可通过布朗运动来阻止体系沉降或絮凝,从而提高稳定性。但是纳米乳液在热力学上是不稳定的,随时间推移,终将导致体系失稳。纳米乳液的失稳主要体现在液滴的不断聚集粗化,最终导致不可逆转的相分离。目前纳米乳液的失稳机理主要有三种:奥斯瓦尔德熟化、液滴聚结以及接触熟化。

        1、奥斯瓦尔德熟化

        奥斯瓦尔德熟化机理认为:分散相液滴在连续相中有一定溶解度,所以液滴间存在分子扩散。同时,由于体系中液滴的非均一性,不同尺寸液滴的界面势能和曲率半径不同,因此在连续相中的溶解度不同,由此产生的溶解度差促使小尺寸液滴通过连续相转移给大尺寸液滴,最终使液滴变大。此外,由于纳米液滴的拉普拉斯压力比传统乳液高很多,使得纳米乳液的奥斯瓦尔德熟化能力比传统乳液更强,其奥斯瓦尔德熟化动力学可用LSW理论描述。

        根据LSW理论,降低熟化速率的方法有很多:通过改变分散相组分或性质以减小分散相在连续相中的溶解度,可有效降低熟化速率;通过添加表面活性剂或助剂,降低油水界面张力,可抵制奥斯瓦尔德熟化;亦或通过添加一定助剂抑制分散相的溶解和扩散,达到降低熟化速率的效果。

        2、液滴聚结

        液滴聚结是指体系中由于布朗运动、相互引力作用或体系扰动导致两液滴相互靠近、碰撞至融合的过程。液滴碰撞接触前,液滴间的连续相液膜会经过扰动、薄化以及最终破坏的过程,称为液膜的消耗过程。液滴间连续相液膜在消耗过程中,将施加一个流体力学作用力在两液滴表面,弯曲液滴表面从而增加液滴间的接触面积,这对液滴聚结有至关重要的影响。

        根据上述情况,可采用合适方法降低颗粒聚结速率:添加表面活性剂聚合物,增加界面膜弹性,阻止界面膜破裂及液滴接触;添加带电表面活性剂,提供静电排斥以阻止液滴间相互靠近;增加连续黏度,降低分散相液滴碰撞几率。

        3、接触熟化

        接触熟化是近期提出的第三种纳米乳液失稳机理,是由Roger等通过研究含有非离子型表面活性剂的单分散O/W型乳化体系时提出的。该理论认为界面上单位面积表面活性剂分子的局部波动将受亲水/亲油分子链链长的制约,从而影响分散相分子在液滴间的传递速率以及整个体系的液滴尺寸变化速率。接触熟化速率主要受两类因素制约:表面活性剂层状结构的属性,如表面活性剂分子的亲水性和内聚力;控制液滴碰撞几率的因素,如分散相液滴浓度和液滴间长距排斥力等。

        在化妆品中的应用

        纳米乳液性质稳定,加工工艺多样化,而且安全无毒无刺激,目前已被广泛用作化妆品的功效物传输体系。相比于传统乳液,纳米乳液体系更适合用于功效物传输:纳米乳液体系的液滴尺寸小,表面积大,更有利于内相功效成分的传输和透皮吸收,同时减少促渗剂的使用,消除潜在刺激。

        纳米乳液加工工艺多样化,有利于根据不同功效成分的需求,提供合适的工艺方案。如利用低温的转相乳化工艺加工处理热敏性功效成分,保证其活性;纳米乳液体系稳定,不易絮凝、沉降,可有效保证化妆品货架期稳定性;很多纳米体系已发现具有生物活性效应,可减少透皮水分流失,保证皮肤屏障功能。

        纳米乳液是一种独特的新型胶体分散体系,由于其可控的超细液滴粒径分布和稳定性,已在化妆品领域被用作活性物或功效成分的传输系统,并且表现出极佳的应用前景。