配方技术Q&A:HLB值

编者按：配方技术Q&A节选自《化妆品和盥洗用品》(C&TChina)，这个专栏挑选了一些“中国化妆品VIP工程师俱乐部”会员提交的技术问题，并请行业内富有经验的国内外专家予以解答。读者若希望加入俱乐部。或对本专栏及杂志有任何意见或建议。请发送邮件至。

问：实验时一定需要遵循HLB值理论吗?是否也有特例?

徐良教授解答：

在一定条件下，两种互不混溶的液体，一种液体以液滴的形式分散于另一种液体中形成的体系称为乳化体(即乳状液)。为了得到有一定稳定性的乳化体，要加入能降低界面能的第三种物质即乳化剂。乳化剂是乳化体赖以稳定存在的关键，在制备乳化体时如何选择乳化剂是十分重要的。我们对乳化剂的选择有多种方法，依据Griffin的HLB值理论选择乳化剂具有简单、实用的优点，许多年来一直被化妆品配方师作为选择乳化剂的重要手段之一而被普遍采用。

对于HLB值，Griffin给出了如下定义：亲水亲油平衡(HLB)值，它是分子中亲油的和亲水的这两个相反的基团的大小和力量的平衡。表面活性剂在不同性质的溶液中所表现出来的活性，可由其HLB值大小来表示。HLB值的范围为1～40，HLB值越低，表面活性剂的亲油性越强；HLB值越高，表示表面活性剂的亲水性越强。一般来说，HLB值大于10则被认为其亲水性好，HLB值小于10则被认为其亲油性好。

对于一个具体的油一水乳化体系，我们究竟如何选用乳化剂才可以得到性能最佳的乳状液?

在没有新的有效方法之前，根据HLB值理论进行乳化剂的筛选依然是最为实际的方法。以水包油乳化体为例，首先计算油相的油脂原料被乳化所需的HLB值，然后根据这个HLB值使用加和的方法来选择乳化剂并确定其添加比例，而乳化剂的具体用量则需要根据被乳化油相的总量及设定的乳化效率来计算。

应该说，以上方法仅仅是我们筛选乳化剂的一种理论方法，由于其没有考虑其他因素对HLB值的影响，尤其是温度的影响，这在近年来用量很大的非离子型乳化剂上表现尤为突出。因此我们不能完全依靠这种理论，而是应该在HLB值理论筛选乳化剂的基础上，根据配方是积累的经验或者根据实验来进行进一步的确认和调整，这样才能优选出安全、稳定、经济的乳化剂，制备出满意的具有实际价值乳化体。

通过实验发现，作为O／W型(水包油型)乳状液的乳化剂其HLB值常在8～12之间；作为W／O型(油包水型)乳状液的乳化剂其HLB值常在3～6之间。在制备乳状液时，除根据制备的乳化体类型选择乳化剂外，所用油相原料性质上的差异也会导致乳化剂的HLB值要求上的不同，这也需要在实验的时候进行调整。

在此介绍一种简单的在HLB值理论初选基础上进一步进行实验筛选乳化剂的方法：

首先根据HLB值理论初步确定油相被乳化所需的HLB值，然后在此HLB值附近(包括此值)选择5～7个不同HLB值的复合乳化剂(如吐温一60与司盘一60复合)。例如：油相被乳化所需的HLB值为11，那么，我们可以选择HLB值为10.4,10.7,11.0,11.3,11.6的不同复合乳化剂来进行实验。

将以上根据HLB值理论筛选的不同HLB值的复合乳化剂按一定比例分散在水里，形成复合乳化剂溶液；再取几滴被乳化的油相液滴滴入其中；观察油相液滴在不同HLB值的复合乳化剂水溶液表面的铺展情况。当复合乳化剂HLB值很大时油滴完全铺展，随着HLB值减小，油滴铺展变得困难，直至在某一种复合乳化剂溶液上油滴刚好不展开时，此复合乳化剂的HLB值最为接近被乳化油相所需的HLB值，这个复合乳化剂也就是你所应该选择的(注意，如果油相在常温下不是液体，则需要将其加热至溶化后再行试验，这时也需要将复合乳化剂溶液加热-到相同的温度)。

以上方法可以供各位参考，由于实际上乳化体稳定与否还与制备工艺、实际处理量等多种参数有关，因此在以上基础上进行实际的制备实验进行最后的实验室筛选、确认，也是必不可少的。

以下几点实际经验提供各位配方师参考：

1、初选的乳化剂亲油基团尽量与油脂的结构相似；

2、一个理想的乳化剂，不仅要与油相亲和力强，而且也要与水相有较强的亲和力，因此，应该选择两种或两种以上的乳化剂复配；

3、尽量选择HLB值高低差异较大的乳化剂进行复配；

4、对于含极性油脂及二甲基硅油较多的油相，应该适当提高乳化剂的整体用量；

5、进行乳化剂筛选试验时，尽量不使用均质器等高速剪切仪器；

6、进行筛选试验时，尽量不要使用聚丙烯酸树脂、SEPGEL305等增稠剂；

7、设计适宜的加速稳定实验方案，提高辨别效率，以切实筛选到更稳定的乳化体。