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乳液凝胶的微流变性能研究

介绍

乳液被广泛应用于食品和化妆品领域。它的货架期对于供应商和用户来说是非常重要的。很多年前,可溶性聚合物就被加入到乳状液或悬浮液中以增加稳定性。这些聚合物通过微观结构的凝胶性质为样品提供了稳定性,产生了非常微弱的粘弹性性质。这种微弱的粘弹性影响着化妆品的最终使用性能,例如物理稳定性或使用感受、/span>Rheolaser光学法微流变?/span>在样品完全静止条件下分析样品的粘弹性变化,测试聚合物乳液的微流变性质变化过程、/span>

在本文中,使?/span>Rheolaser光学法微流变?/span>研究了聚合物浓度对乳液稳定性的影响,并测试了乳液的粘弹性变化过程。分析对象为黄原胶浓?.12%-0.4%、含油量?0%的四个乳液样品、/span>

乳液凝胶基础

黄原胶在乳液中形成贯穿的网络结构,扮演空间空缺絮凝剂并给提供乳液瞬态的凝胶效果。乳液凝胶在短暂的时间内保持完整性,随后局部网络结构崩溃,形成致密的油相。这种现象被称为乳液延迟分层、/span>

Rheolaser光学法微流变?/span>通过追踪颗粒的运动速度和范围(MSD均方根位移),获取不同时间下的均方根位移MSD曲线用于表征样品粘弹性、/span>

?/span>9/span>MSD曲线是样品微观流变性的信号,它反映着样品的粘弹性。通过获取样品不同老化时间皃/span>MSD曲线可以识别样品的粘性、弹性和微观结构性质。MSD曲线越靠近下方弹性越强,越靠近右侧粘性越强、/span>

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结果和讨讹/span>

颗粒的均方根位移MSD

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在乳液的微观状态下,乳液液滴的布朗运动与样品的粘弹性相关,样品粘弹性发生变化时,MSD曲线也随时间发生变化。不同颜色的MSD曲线代表不同的老化时间,随着老化时间的增加可以看见MSD曲线发生移动,在(Network formation 1)过程中,MSD曲线随着老化时间逐渐向下移动,意味着弹性逐渐增加,在这步中黄原胶的空间网络逐渐形成。在(Stable stage 2)阶段,网络结构达到稳定状态,MSD曲线不发生变化。在(Network breaking 3)阶段,也就是4h之后,可以观察到曲线向左移动,说明样品粘性开始下降,样品微观结构开始变化,这些变化可以用微流变参数宏观粘度因子(MVI)来定量、/span>

乳液的稳定?/span>

3-3.png

MVI是对样品宏观粘度的定量描述,数值越大,样品粘度越高。MVI?/span>(Network formation 1)过程逐渐增加,然后形成一个平台区,最终在(Network breaking 3)阶段开始下降。所以,当样品粘性开始下降时,意味着样品的微观结构开始出现不稳定现象。随着黄原胶浓度增加,粘性因子开始下降的越晚,乳液越粘,乳液分层现象出现的越晚、/span>

稳定时间与长期观察数据对毓/span>

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Figure 3显示亅/span>Rheolaser光学法微流变?/span>测得的失稳时间(MVI下降点)和肉眼观察的稳定时间对比结果。从图中可见,两种稳定时间的相关性非常好,样品的结构越强(黄原胶浓度越高)稳定时间越长(粘度降低时间越迟),同时,微流变测得的不稳定时间要远远早于肉眼观察的时间点,因为微观结构的失稳过程要早于宏观状态的失稳,使用者可以利?/span>Rheolaser光学法微流变?/span>快速的对比样品的稳定性,以预测在实际使用情况下的不稳定时间、/span>

总结

工业中对同一个乳液凝胶的稳定性评价是非常耗时的,使用Rheolaser可以在无外力的条件下分析微观粘弹性的变化,从而提早发现样品局部的不稳定现象,并用于评价样品的货架期和粘弹性、/span>

Rheolaser光学法微流变?/span>是另一款用于研究液态分散体系强有力的仪器,它可以在真实时间下,轻松和全面地表征粘弹性随着时间的变化、/span>

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东南科仪 2020-07-22 | 阅读?941

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