乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液-液界面現(xiàn)象，兩種不相溶的液體，如油與水，在容器中分成兩層，密度小的油在上層，密度大的水在下層。若加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┰趶?qiáng)烈的攪拌下，油被分散在水中，形成乳狀液，該過(guò)程叫乳化?！　?/p>

·         ? 乳化理論

·         ? 一、乳狀液概述

·         ? 二、乳化原理和乳狀液的穩(wěn)定性

·         ? 三、乳狀液的制備

·? 乳化技術(shù)

·? 乳化方法

·? 影響乳化的各種因素

·? 乳化劑的選擇原則

]

一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。

乳化理論

　　乳狀液是化妝品中最廣泛的劑型，從水樣的流體到粘稠的膏霜等。因此，乳狀液的討論對(duì)化妝品的研究和生產(chǎn)及保存和使用有著極其重要的意義。

一、乳狀液概述

　　乳狀液（或稱(chēng)乳化體）是一種（或幾種）液體以液珠形式分散在另一不相混容的液體之中所構(gòu)成的分散體系。

　　乳狀液中被分散的一相稱(chēng)作分散相或內(nèi)相；另一相則稱(chēng)作分散介質(zhì)或外相。顯然，內(nèi)相是不連續(xù)相，外相是連續(xù)相。

　　乳狀液的分散相液珠直徑約在0.1－10μm，故乳狀液是粗分散體系的膠體。因此，穩(wěn)定性較差和分散度低是乳狀液的兩個(gè)特征。兩個(gè)不相混容的純液體不能形成穩(wěn)定的乳狀液，必須要加入第三組分（起穩(wěn)定作用），才能形成乳狀液。例如，將苯和水放在試管里，無(wú)論怎樣用力搖蕩，靜置后苯與水都會(huì)很快分離。但是，如果往試管里加一點(diǎn)肥皂，再搖蕩時(shí)就會(huì)形成象牛奶一樣的乳白色液體。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，此時(shí)苯以很小的液珠形式分散在水中，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，這就是乳狀液。這里稱(chēng)形成乳狀液的過(guò)程為乳化。而稱(chēng)在此過(guò)程中所加入的添加物（如肥皂）為乳化劑。

　　在制備乳狀液時(shí)，通常乳狀液的一相是水，另一相是極性小的有機(jī)液體，習(xí)慣上統(tǒng)稱(chēng)為“油”。根據(jù)內(nèi)外相的性質(zhì)，乳狀液主要有兩種類(lèi)型，一類(lèi)是油分散在水中，如牛奶、雪花膏等，簡(jiǎn)稱(chēng)為水包油型乳狀液，用O/W表示；另一種是水分散在油中，如原油、香脂等，簡(jiǎn)稱(chēng)為油包水型乳狀液，用W/O表示。這里要指出的是，上面講到的油、水相不一定是單一的組分，經(jīng)常每一相都可包含有多種組分。除上述兩類(lèi)基本乳狀液外，還有一種復(fù)合乳狀液，它的分散相本身就是一種乳狀液，如將一個(gè)W/O的乳狀液分散到連續(xù)的水相中，而形成一種復(fù)合的W/O/W型乳狀液。

　　乳狀液的外觀一般常呈乳白色不透明液狀，乳狀液之名即由此而得。乳狀液的這種外觀是與分散相粒子之大小有密切關(guān)系。由膠體的光學(xué)性質(zhì)可知，對(duì)一多分散體系，其分散相與分散介質(zhì)的折光率一般不同，光照射在分散微粒（液滴）上可以發(fā)生折射、反射、散射等現(xiàn)象。當(dāng)液滴直徑遠(yuǎn)大于入射光的波長(zhǎng)時(shí)，主要發(fā)生光的反射（也可能有折射、吸收），當(dāng)液滴直徑遠(yuǎn)小于入射光波長(zhǎng)時(shí)，則光可以完全透過(guò)，這時(shí)體系呈透明狀。當(dāng)液滴直徑稍小于入射光波長(zhǎng)時(shí)，則有光的散射現(xiàn)象發(fā)生，體系呈半透明狀。一般乳狀液的分散相液滴直徑的大小大致在0.1－10μm（甚至更大）的范圍，可見(jiàn)光波長(zhǎng)為0.40－0.76μm，故乳狀液中的反射較顯著，因而一般乳狀液是不透明的乳白色液體。這就是乳狀液的微粒大小與外觀之關(guān)系。對(duì)于液滴的直徑在0.1μm以下的液－液分散體系，其外觀是半透明的和透明，而不呈乳液狀，常稱(chēng)為“微乳狀液”，它的性質(zhì)與乳狀液有很大不同。

二、乳化原理和乳狀液的穩(wěn)定性

1、乳化原理

　　在制備乳狀液時(shí)，是將分散相以細(xì)小的液滴分散于連續(xù)相中，這兩個(gè)互不相溶的液相所形成的乳狀液是不穩(wěn)定的，而通過(guò)加入少量的乳化劑則能得到穩(wěn)定的乳狀液。對(duì)此，科學(xué)工作者從不同的角度提出了不同的理論解釋?zhuān)@些乳狀液的穩(wěn)定機(jī)理，對(duì)研究、生產(chǎn)乳狀液的化妝品有著重要的理論指導(dǎo)意義。

（1）定向楔理論

　　這是1929年哈金斯（Harkins）早期提出的乳狀液穩(wěn)定理論。他認(rèn)為在界面上乳化劑的密度最大，乳化劑分子以橫截面較大的一端定向的指向分散介質(zhì)，即總是以“大頭朝外，小頭朝里”的方式在小液滴的外面形成保護(hù)膜，從幾何空間結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來(lái)看這是合理的，從能量角度來(lái)說(shuō)是復(fù)合能量最低原則的，因而形成的乳狀液相對(duì)穩(wěn)定。并以此可解釋乳化劑為一價(jià)金屬皂液及二價(jià)金屬皂液時(shí)，形成穩(wěn)定的乳狀液的機(jī)理。

　　乳化劑為一價(jià)金屬皂在油－水界面上作定向排列時(shí)，以具有較大極性頭基團(tuán)伸向水相；非極性的碳?xì)滏I深入油相，這時(shí)不僅降低了界面張力，而且也形成了一層保護(hù)膜，由于一價(jià)金屬皂的極性部分之橫界面比非極性碳?xì)滏I的橫界面大，于是橫界面大的一端排在外圈，這樣外相水就把內(nèi)相油完全包圍起來(lái)，形成穩(wěn)定的O/W型的乳狀液。而乳化劑為二價(jià)金屬皂液時(shí)，由于非極性碳?xì)滏I的橫界面比極性基團(tuán)的橫界面大，于是極性基團(tuán)（親水的）伸向內(nèi)相，所以內(nèi)相是水，而非極性碳?xì)滏I（大頭）伸向外相，外相是油相，這樣就形成了穩(wěn)定的W/O型乳狀液。 這種形成乳狀液的方式，乳化劑分子在界面上的排列就像木楔插入內(nèi)相一樣，故稱(chēng)為“定向楔”理論。

　　此理論雖能定性的解釋許多形成不同類(lèi)型乳狀液的原因，但常有不能用它解釋的實(shí)例。理論上不足之處在于它只是從幾何結(jié)構(gòu)來(lái)考慮乳狀液的穩(wěn)定性，實(shí)際影響乳狀液穩(wěn)定的因素是多方面的。何況從幾何上看，乳狀液液滴的大小比乳化劑的分子要大得多，故液滴得曲表面對(duì)于其上得定向分子而言，實(shí)際近于平面，故乳化劑分子兩端的大小就不是重要的，無(wú)所謂楔形插入了。

（2）界面張力理論

　　這種理論認(rèn)為界面張力是影響乳狀液穩(wěn)定性的一個(gè)主要因素。因?yàn)槿闋钜旱男纬杀厝皇贵w系界面積大大增加，也就是對(duì)體系要做功，從而增加了體系的界面能，這就是體系不穩(wěn)定的來(lái)源。因此，為了增加體系的穩(wěn)定性，可減少其界面張力，使總的界面能下降。由于表面活性劑能夠降低界面張力，因此是良好的乳化劑。

　　凡能降低界面張力的添加物都有利于乳狀液的形成及穩(wěn)定。在研究一系列的同族脂肪酸作乳化劑的效應(yīng)時(shí)也說(shuō)明了這一點(diǎn)。隨著碳鏈的增長(zhǎng)，界面張力的降低逐漸增大，乳化效應(yīng)也逐漸增強(qiáng)，形成較高穩(wěn)定性的乳狀液。但是，低的界面張力并不是決定乳狀液穩(wěn)定性的唯一因素。有些低碳醇（如戊醇）能將油－水界面張力降至很低，但卻不能形成穩(wěn)定的乳狀液。有些大分子（如明膠）的表面活性并不高，但卻是很好的乳化劑。固體粉末作為乳化劑形成相當(dāng)穩(wěn)定的乳狀液，則是更極端的例子。因此，降低界面張力雖使乳狀液易于形成，但單靠界面張力的降低還不足以保證乳狀液的穩(wěn)定性。

　　總之，可以這樣說(shuō)，界面張力的高低主要表明了乳狀液形成之難易，并非為乳狀液穩(wěn)定性的必然的衡量標(biāo)志。

（3）界面膜的穩(wěn)定理論

　　在體系中加入乳化劑后，在降低界面張力的同時(shí)，表面活性劑必然在界面發(fā)生吸附，形成一層界面膜。界面膜對(duì)分散相液滴具有保護(hù)作用，使其在布朗運(yùn)動(dòng)中的相互碰撞的液滴不易聚結(jié)，而液滴的聚結(jié)（破壞穩(wěn)定性）是以界面膜的破裂為前提，因此，界面膜的機(jī)械強(qiáng)度是決定乳狀液穩(wěn)定的主要因素之一。

　　與表面吸附膜的情形相似，當(dāng)乳化劑濃度較低時(shí)，界面上吸附的分子較少，界面膜的強(qiáng)度較差，形成的乳狀液不穩(wěn)定。乳化劑濃度增高至一定程度后，界面膜則由比較緊密排列的定向吸附的分子組成，這樣形成的界面膜強(qiáng)度高，大大提高了乳狀液的穩(wěn)定性。大量事實(shí)說(shuō)明，要有足夠量的乳化劑才能有良好的乳化效果，而且，直鏈結(jié)構(gòu)的乳化劑的乳化效果一般優(yōu)于支鏈結(jié)構(gòu)的。

　　此結(jié)論都與高強(qiáng)度的界面膜是乳狀液穩(wěn)定的主要原因的解釋相一致。如果使用適當(dāng)?shù)幕旌先榛瘎┯锌赡苄纬筛旅艿摹敖缑鎻?fù)合膜”,甚至形成帶電膜，從而增加乳狀液的穩(wěn)定性。如在乳狀液中加入一些水溶性的乳化劑，而油溶性的乳化劑又能與它在界面上發(fā)生作用，便形成更致密的界面復(fù)合膜。由此可以看出，使用混合乳化劑，以使能形成的界面膜有較大的強(qiáng)度，來(lái)提高乳化效率，增加乳狀液的穩(wěn)定性。在實(shí)踐中，經(jīng)常是使用混合乳化劑的乳狀液比使用單一乳化劑的更穩(wěn)定，混合表面活性劑的表面活性比單一表面活性劑往往要優(yōu)越得多。

　　基于上述兩段得討論，可以得出這樣得結(jié)論：降低體系得界面張力，是使乳狀液體系穩(wěn)定的必要條件：而形成較牢固的界面膜是乳狀液穩(wěn)定的充分條件。

（4）電效應(yīng)的穩(wěn)定理論

　　對(duì)乳狀液來(lái)說(shuō)，若乳化劑是離子型的表面活性劑，則在界面上，主要由于電離還有吸附等作用，使得乳狀液的液滴帶有電荷，其電荷大小依電離強(qiáng)度而定；而對(duì)非離子表面活性劑，則主要由于吸附還有摩擦等作用，使得液滴帶有電荷，其電荷大小與外相離子濃度及介電常熟和摩擦常數(shù)有關(guān)。帶電的液滴靠近時(shí)，產(chǎn)生排斥力。使得難以聚結(jié)，因而提高了乳狀液的穩(wěn)定性。乳狀液的帶電液滴在界面的兩側(cè)構(gòu)成雙電層結(jié)構(gòu)，雙電層的排斥作用，對(duì)乳狀液的穩(wěn)定有很大的意義。雙電層之間的排斥能取決于液滴大小及雙電層厚度1/κ，還有ξ電勢(shì)(或電勢(shì)φ0)。當(dāng)無(wú)電介質(zhì)表面活性劑存在存在時(shí)，雖然界面兩側(cè)的電勢(shì)差ΔV很大，但界面電位φ0卻很小，所以液滴能相互靠攏而發(fā)生聚沉，這對(duì)乳狀液很不利。當(dāng)有電解質(zhì)表面活性劑存在時(shí)，令液滴帶電。O/W型的乳狀液多帶負(fù)電荷；而W/O型的多帶正電荷。這時(shí)活性劑離子吸附在界面上并定向排列，以帶電端指向水相，便將反號(hào)離子吸引過(guò)來(lái)形成擴(kuò)散雙電層。具有較高的φ0及較厚的雙電層，而使乳狀液穩(wěn)定。若在上面的乳狀液中加入大量的電解質(zhì)鹽，則由于水相中反號(hào)離子的濃度增加，一方面會(huì)壓縮雙電層，使其厚度變薄，另一方面他會(huì)進(jìn)入表面活性劑的吸附層中，形成一層很薄的等電勢(shì)層，此時(shí)，盡管電勢(shì)差值不便，但是φ0減小，雙電層的厚度也減薄，因而乳狀液的穩(wěn)定性下降。

（5）固體微粒

　　作為乳化劑的穩(wěn)定理論許多固體微粒，如碳酸鈣、粘土、碳黑、石英、金屬的堿式硫酸鹽、金屬氧化物以及硫化物等，可以作為乳化劑起到穩(wěn)定乳狀液的作用。顯然，固體微粒只有存在于油水界面上才能起到乳化劑的作用。固體微粒是存在于油相、水相還是在它們的界面上，取決于油、水對(duì)固體微粒潤(rùn)濕性的相對(duì)大小，若固體微粒完全被水潤(rùn)濕，則在水中懸浮，微粒完全被油潤(rùn)濕，則在油中懸浮，只有當(dāng)固體微粒既能被水、也能被油所潤(rùn)濕，才會(huì)停留在油水界面上，形成牢固的界面層（膜）,而起到穩(wěn)定作用。這種膜愈牢固，乳狀液愈穩(wěn)定。這種界面膜具有前述的表面活性劑吸附于界面的吸附膜類(lèi)似的性質(zhì)。

（6）液晶與乳狀液的穩(wěn)定性

　　液晶是一種在結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)都處于液體和晶體之間的物態(tài)，它既有液體的流動(dòng)性，也具有固體分子排列的規(guī)則性。 1969年，弗里伯格（Friberg）等第一次發(fā)現(xiàn)在油水體系中加入表面活性劑時(shí)，即析出第三相——液晶相，此時(shí)乳狀液的穩(wěn)定性突然增加，這是由于液晶吸附在油水界面上，形成一層穩(wěn)定的保護(hù)層，阻礙液滴因碰撞而粗化。同時(shí)液晶吸附層的存在會(huì)大大減少液滴之間的長(zhǎng)程范德華力，因而起到穩(wěn)定作用。此外，生成德液晶由于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而提高了粘度，這些都會(huì)使乳狀液變得更穩(wěn)定。由此可以說(shuō)，乳狀液的概念已從“不能相互混合的兩種液體中的一種向另一種液體中分散“，變成液晶與兩種液體混合存在的三相分散體系。因此，液晶在乳化技術(shù)或在化妝品領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的前景，已稱(chēng)為化妝品及乳化技術(shù)的一個(gè)重要研究課題。如研究液晶在乳化過(guò)程中生成的條件(乳化劑的類(lèi)型及用量、溫度等)和如何控制生成的液晶的狀態(tài)。

2、影響乳狀液穩(wěn)定的各種因素

　　上面討論了乳化劑之所以能夠?qū)θ闋钜浩鸬椒€(wěn)定作用的幾種理論，從這些理論中可以得出能對(duì)乳狀液穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的各種因素。

　?。?）對(duì)于應(yīng)用表面活性劑作乳化劑的體系界面膜的形成與界面膜的強(qiáng)度是乳狀液穩(wěn)定的最主要的影響因素，而界面張力的降低與界面膜的強(qiáng)度對(duì)乳狀液穩(wěn)定性的影響，可以說(shuō)前者為必要后者是充分的條件。而且它們都與乳化劑在界面上的吸附直接有關(guān)。要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，首先應(yīng)考慮乳化劑在界面上的吸附性質(zhì)，吸附作用愈強(qiáng)，表面活性劑吸附分子在界面的吸附量愈大，表面張力則降低愈多，界面分子排列愈緊密，界面強(qiáng)度愈高。如果表面活性劑為離子型的，當(dāng)它在界面的吸附增加時(shí)，其界面電荷強(qiáng)度也提高，這些都有利于形成穩(wěn)定的乳狀液。應(yīng)用混合乳化劑，所生成的界面復(fù)合膜有較大的強(qiáng)度，因此常將水溶性的乳化劑和油溶性的乳化劑混合使用，以提高乳狀液的穩(wěn)定性。

　?。?）乳狀液的粘度乳狀液中內(nèi)相在重力作用下的沉降或上升，可致使內(nèi)相外相分離，造成乳狀液的不穩(wěn)定。如同膠體的粒子沉降（或上升）一樣，乳狀液內(nèi)相的沉降速度，仍是斯脫克斯方程式 v=2r2(ρ2-ρ1)g/9η 這里v為液滴的沉降速度，r為分散相液滴的半徑，ρ2、ρ1為分散相和分散介質(zhì)的密度，η為分散介質(zhì)的粘度。由此公式可以得出，乳狀液分散介質(zhì)的粘度越大，則分散相液滴運(yùn)動(dòng)的速度愈慢，這有利于乳狀液的穩(wěn)定。因此，往往在分散介質(zhì)中加入增稠劑（一般常為能溶于分散介質(zhì)的高分子物質(zhì)），以此來(lái)提高乳狀液的穩(wěn)定性。當(dāng)然高分子物質(zhì)的作用并不限于此，往往還能形成比較堅(jiān)固的界面膜。如蛋白質(zhì)就是此類(lèi)典型的高分子物質(zhì)。

　　（3）乳狀液的分散度從上面分散相液滴的沉降速度公式看到：沉降速度與分散液滴的半徑之平方成正比，為了提高乳狀液的穩(wěn)定性，必須要使分散相液滴充分小，也就是要提高乳狀液的分散度，一般要求分散相液滴的直徑小于3μm。從沉降速度公式還可看出，分散相與分散介質(zhì)的密度差，也影響到乳狀液的穩(wěn)定性，兩相的密度差愈小，乳狀液愈穩(wěn)定。

　?。?）從討論電效應(yīng)的穩(wěn)定作用可以得出在使用離子表面活性劑作為乳化劑的乳狀液中，加入電解質(zhì)，可以影響乳狀液的穩(wěn)定性，所以加入的電解質(zhì)之濃度是影響乳狀液穩(wěn)定的一個(gè)因素，就是說(shuō)，所加入的電解質(zhì)，其濃度要適中，濃度不夠或濃度過(guò)大，都會(huì)使乳狀液不穩(wěn)定。

　?。?）影響乳狀液穩(wěn)定性的其它因素一般不大考慮油相組成的影響。實(shí)際上作為分散相的油相，其組成對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性是有影響的，有時(shí)甚至是決定性的影響。例如，烷烴作為分散相，若其中含有十八醇（C18H37OH）時(shí)，以十二烷基硫酸鈉或十六烷基硫酸鈉作為乳化劑所制得的O/W乳狀液比無(wú)十八醇時(shí)穩(wěn)定得多。這是因?yàn)橛头稚⑾嘀泻袠O性有機(jī)物(例如十八醇)時(shí)，在界面上與溶于水的表面活性劑形成界面復(fù)合膜，因而對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性有利。若在較短鏈的脂肪烴中加入少量較長(zhǎng)鏈的烴，則形成的乳狀液要比原來(lái)的短鏈脂肪烴穩(wěn)定得多。

三、乳狀液的制備

　　乳狀液的制備在確定其合理的配方后，其乳化技術(shù)也是極其重要的?；瘖y品的制備主要是混合技術(shù)。雖然混合技術(shù)比較單純，但作為化妝品，要求有多種功能和性質(zhì)，要制備出性質(zhì)優(yōu)良和穩(wěn)定的乳狀液等化妝品，并不是一件簡(jiǎn)單的事。

乳化技術(shù)

　　乳狀液是由水相和油相所組成的，乳狀液的制備一般是先分別制備出水相和油相，然后再將它們混合而得到乳狀液。

1、水相的制備

　　按照配方，將水溶性物質(zhì)如甘油、膠質(zhì)原料等盡可能溶于水中。制備水相的溫度，在很大程度上取決于油相中各成分的物理性質(zhì)，水相的溫度應(yīng)接近油相的溫度，如低于油相的溫度。不宜超過(guò)10℃。在制備乳狀液時(shí)，乳化劑的加入方式由多種，將乳化劑加入水中構(gòu)成水相，然后在激烈攪拌下加入油相，形成乳狀液的方法，常叫做劑在水中法的乳化方法。

2、油相的制備

　　根據(jù)配方，將全部油相成分一起溶解于一容器內(nèi)，如油相成分中有高熔點(diǎn)的蠟、脂肪酸、醇等，則這時(shí)需要加熱，融化油性成分，使其保持液體狀態(tài)。另若油相溶液在冷卻時(shí)，趨于凝固或凍結(jié)，則這時(shí)應(yīng)使油相的溫度保持在凝固溫度以上至少10℃，以使油相保持液體狀態(tài)，便于與水相進(jìn)行乳化。當(dāng)乳化劑使用非離子型表面活性劑時(shí)，常是將親水性或親油性乳化劑溶于油相中。用這種方法制備乳狀液，常叫做劑在油中法。若能乳狀液配方中有使用脂肪酸，則將脂肪酸溶于油相中，而將堿溶于水中，兩相混合，即在界面形成皂。而得到穩(wěn)定的乳狀液。這種制備乳狀液的方法叫做初生皂法，是一種較傳統(tǒng)的制備乳狀液的方法。

乳化方法

　　制備乳狀液的乳化方法，除了前述的初生皂法、劑在水中法、劑在油中法之外，還有：

1、油、水混合法

　　通常此法是水、油兩相分別在兩個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，將親油性的乳化劑溶于油相，將親水性乳化劑溶于水相，而乳化在第三容器內(nèi)（或在流水作業(yè)線之內(nèi)）進(jìn)行。每一相以少量而交替地加于乳化容器中，直至其中某一相已加完，另一相余下部分以細(xì)流加入。如使用流水作業(yè)系統(tǒng)，則水、油兩相按其正確比例連續(xù)投入系統(tǒng)中。

2、轉(zhuǎn)相乳化法

　　在一較大容器中制備好內(nèi)相，乳化就在此容器中進(jìn)行。（如若要制取O/W型乳狀液，就在乳化容器中制備油相。）將已制備好的另一相（外相，在例中為水相），按細(xì)流形式或一份一份地加入。起先形成W/O型乳狀液，水相繼續(xù)增加，乳狀液逐漸增稠，但在水相加至66％以后，乳狀液就突然發(fā)稀，并轉(zhuǎn)變成O/W型乳狀液，繼續(xù)將余下地水相較快速加完，而最終得到O/W型乳狀液。類(lèi)似本例可制得W/O型乳狀液。此種方法稱(chēng)為轉(zhuǎn)相乳化法，由此法得到的乳狀液其顆粒分散的很細(xì)，且均勻。

3、低能乳化法低能乳化法簡(jiǎn)記為L(zhǎng)EE

　　通常的乳化方法大都是將外相、內(nèi)相加熱到80℃（75－90℃）左右進(jìn)行乳化，然后進(jìn)行攪拌、冷卻，在這過(guò)程中需要消耗大量的能量。但從理論上看進(jìn)行乳化并不需要這么多的能量，乳化需要的能量只影響乳狀液的分散度和由表面活性劑引起的表面張力的降低，理論上可以計(jì)算出所需的能量，它與通常乳化所消耗的能量相比少得很多，即表明通常的乳化方法存在著大量能量的浪費(fèi)，如冷卻水所帶走的熱量都是白白丟棄了。因此，J.J.Lin（林約瑟夫）提出了低能乳化法。其方法原理是，在進(jìn)行乳化時(shí)，外相不全部加熱，而是將外相分成兩部分，α相與β相，α和β分別表示α相與β相的重量分?jǐn)?shù)（此處α+β＝1），只是對(duì)β相部分進(jìn)行加熱，由內(nèi)相與β相進(jìn)行乳化，制成濃縮乳狀液，然后用常溫的α外相進(jìn)行稀釋?zhuān)罱K得到乳狀液。其原理可表示如下圖顯然，這種乳化方法節(jié)省了許多能量，節(jié)能效率隨外相/內(nèi)相和α/β的比值增大而增大。這種方法不僅節(jié)約了能源，而且可提高乳化產(chǎn)品的效率，如縮短了制造時(shí)間，因?yàn)榭纱蟠罂s短冷卻過(guò)程時(shí)間，且可減少冷卻水的使用節(jié)約了能量。這種低能乳化法不僅用于制造乳液和膏霜，還可以用于制造香波，但它主要適用于制備O/W型乳狀液。上述所介紹的低能乳化法，其實(shí)只是一個(gè)基本原理，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可依據(jù)乳狀液的類(lèi)型，油、水相的比例及其粘度等具體要求，設(shè)計(jì)出可行的低能乳化方案，其具體操作過(guò)程，對(duì)乳狀液的質(zhì)量都有影響。

影響乳化的各種因素

1、乳化設(shè)備

　　制備乳狀液的機(jī)械設(shè)備主要是乳化機(jī)，它是一種使油、水兩相混合均勻的乳化設(shè)備，目前乳化機(jī)的類(lèi)型主要有三種：乳化攪拌機(jī)、膠體磨和均質(zhì)器。乳化機(jī)的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)、性能等與乳狀液微粒的大小（分散性）及乳狀液的質(zhì)量（穩(wěn)定性）有很大的關(guān)系。一般如現(xiàn)在還在化妝品廠廣泛使用的攪拌式乳化機(jī)，所制得的乳狀液其分散性差。微粒大且粗糙，穩(wěn)定性也較差，也較易產(chǎn)生污染。但其制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，只要注意選擇機(jī)器的合理結(jié)構(gòu)，使用得當(dāng)，也是能生產(chǎn)出一般復(fù)合質(zhì)量要求的大眾化的化妝品的。膠體磨和均質(zhì)器是比較好的乳化設(shè)備。近年來(lái)乳化機(jī)械有很大進(jìn)步，如真空乳化機(jī)其制備出的乳狀液的分散性和穩(wěn)定性極佳。格里芬（Griffin）曾對(duì)不同類(lèi)型乳化機(jī)與乳狀液粒徑大小分布關(guān)系進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)研究，其結(jié)果如下表。乳化設(shè)備與微粒粒徑分布關(guān)系乳化機(jī)類(lèi)型微粒大小范圍（微米） 1％乳化劑 5％乳化劑 10％乳化劑推進(jìn)式攪拌渦輪式攪拌器膠體磨均質(zhì)器不乳化2－96－91－3 3－82－44－71－3 2－52－43－51－3

2、溫度

　　乳化溫度對(duì)乳化好壞有很大的影響，但對(duì)溫度并無(wú)嚴(yán)格的限制，如若油、水皆為液體時(shí)，就可在室溫下依借攪拌達(dá)到乳化。一般乳化溫度取決于二相中所含有高熔點(diǎn)物質(zhì)的熔點(diǎn)，還要考慮乳化劑種類(lèi)及油相與水相的溶解度等因素。此外，二相之溫度需保持近相同，尤其是對(duì)含有較高熔點(diǎn)（70℃以上）的蠟、脂油相成分，進(jìn)行乳化時(shí)，不能將低溫之水相加入，以防止在乳化前將蠟、脂結(jié)晶析出，造成塊狀或粗糙不均勻乳狀液。一般來(lái)說(shuō)在進(jìn)行乳化時(shí)，油、水兩相的溫度皆可控制在75℃－85℃之間，如油相有高熔點(diǎn)的蠟等成分，則此時(shí)乳化溫度就要高一些。另外在乳化過(guò)程中如粘度增加很大，所謂太稠而影響攪拌，則可適當(dāng)提高一些乳化溫度。若使用的乳化劑具有一定的轉(zhuǎn)相溫度，則乳化溫度也最好選在轉(zhuǎn)相溫度左右。乳化溫度對(duì)乳狀液微粒大小有時(shí)亦有影響。如一般用脂肪酸皂陰離子乳化劑，用初生皂法進(jìn)行乳化時(shí)，乳化溫度控制在80℃時(shí)，乳狀液微粒大小約1.8－2.0μm，如若在60℃進(jìn)行乳化，這時(shí)微粒大小約為6μm。而用非離子乳化劑進(jìn)行乳化時(shí)，乳化溫度對(duì)微粒大小影響較弱。

3、乳化時(shí)間

　　乳化時(shí)間顯然對(duì)乳狀液的質(zhì)量有影響，而乳化時(shí)間的確定，是要根據(jù)油相水相的容積比，兩相的粘度及生成乳狀液的粘度，乳化劑的類(lèi)型及用量，還有乳化溫度，但乳化時(shí)間的多少，是為使體系進(jìn)行充分的乳化，是與乳化設(shè)備的效率緊密相連的，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定乳化時(shí)間。如用均質(zhì)器（3000轉(zhuǎn)/分鐘）進(jìn)行乳化，僅需用3－10分鐘。

4、攪拌速度

　　乳化設(shè)備對(duì)乳化有很大影響，其中之一是攪拌速度對(duì)乳化的影響。攪拌速度適中是為使油相與水相充分的混合，攪拌速度過(guò)低，顯然達(dá)不到充分混合的目的，但攪拌速度過(guò)高，會(huì)將氣泡帶入體系，使之成為三相體系，而使乳狀液不穩(wěn)定。因此攪拌中必須避免空氣的進(jìn)入，真空乳化機(jī)具有很優(yōu)越的性能。

乳化劑的選擇原則

　?。?）選用憎水基與被乳化物質(zhì)相似的乳化劑；

　?。?）選擇幾種乳化劑混合；

　?。?）選擇易溶解的乳化劑；

　?。?）選擇親水性較好的乳化劑和親油性較好的乳化劑混合使用；

　?。?）使用同一憎水基原料制成的不同親水性的同系復(fù)合乳化劑；

　?。?）制備O/W狀液以水溶性乳化劑為主，其余各乳化劑用量按HLB順序在主乳化劑兩側(cè)成倍遞減；

　?。?）復(fù)合乳化劑的HLB值應(yīng)大體跟乳化的油性物質(zhì)相同。