金銘揚，楊銀

（上海泰敦生物科技有限公司，上海200060）

硅酸鎂鈉表面同時帶有正負(fù)兩種電荷，以其納米顆粒作為親油端，陽離子為親水端，可以將油分子與水分子結(jié)合在一起，從而達(dá)到類似乳化劑的效果。

硅酸鎂鈉是一種由硅-氧四面體和鎂-氧八面體在Z 軸方向上以2∶1 的周期性排列形成的層狀硅酸鹽礦物。硅酸鎂鈉的三八面體結(jié)構(gòu)中，鎂-氧八面體中的一部分鎂離子被鈉離子取代，使晶層帶有負(fù)電荷，可交換的鈉離子存在于相鄰片晶之間，平衡其所帶的負(fù)電荷，使整個晶體呈中性[1～4]。

本文以硅酸鎂鈉作為研究對象，研究其對油脂、乳化劑和油包水顆粒表面的影響，進而提出電荷乳化理論，并探究硅酸鎂鈉在乳液及粉底中的應(yīng)用加以證明電荷乳化理論。

圖1 層狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)圖

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

乳酸、26# 白油、新戊二醇二（乙基己酸）酯、S21 (PEG-21 硬脂醇醚)、E-10 (PEG-10 大豆甾醇)、LE (PEG-30 二聚羥基硬脂酸酯)、粉漿、DC345、甘油、硅酸鎂鈉、漢生膠T、硅酸鎂鈉、去離子水、香精、杰馬-P、CREEMUL GT、氯化鈉，以上化學(xué)用品均來自上海恩飛化學(xué)品有限公司。HH.S21-8-S 電熱恒溫水浴鍋、JB-90D 型強力電動攪拌器、PHS-2F 數(shù)字pH 計、82-2 型恒溫磁力攪拌器、NDJ-1 旋轉(zhuǎn)粘度計、JA12002 電子天平。

1.2 實驗方法

由于屈服值是乳化的重要影響因素，而粘度又很大程度上反映了屈服值情況，因此研究中以粘度為控制變量，探索不同條件下硅酸鎂鈉粘度的變化。

實驗中首先用乳酸將2%硅酸鎂鈉的pH 調(diào)節(jié)至6.86，放置2d 后使pH 穩(wěn)定在8.00 左右，模擬應(yīng)用粉底產(chǎn)品的pH 值，再測定各因素對硅酸鎂鈉的粘度影響。

1.2.1 硅酸鎂鈉對油脂表面影響

在2%硅酸鎂鈉溶液中，分別加入0、3%、5%、7%、10%油脂，攪拌0.5h 后用旋轉(zhuǎn)粘度計測量其25℃時的粘度。油脂種類分別為26#白油和NGDO(新戊二醇二（乙基己酸）酯)。

1.2.2 硅酸鎂鈉對乳化劑的影響

在2%硅酸鎂鈉溶液中，分別加入0、0.5%、1.0%、1.5%乳化劑，攪拌0.5h 后用旋轉(zhuǎn)粘度計測量其25℃時的粘度。乳化劑種類分別為S21(PEG-21 硬脂醇醚)、E-10 (PEG-10 大豆甾醇) 及LE(PEG-30 二聚羥基硬脂酸酯)。

1.2.3 硅酸鎂鈉在乳液中的應(yīng)用

試驗用油包水乳液配方如表1。

表1 油包水乳液配方

將表1 中油包水乳液分別以0、1%、5%、10%、20%、30%的比例加入1%硅酸鎂鈉溶液中，攪拌混勻后用旋轉(zhuǎn)粘度計測量其25℃時的粘度。

1.2.4 硅酸鎂鈉在粉底中的應(yīng)用

表2 硅酸鎂鈉性能對比實驗

表2 配方中粉漿是一種油包水粉底液，將其稱為轉(zhuǎn)相粉底。

將油包水粉底分別以0、1%、5%、10%、20%、30%的比例加入1%硅酸鎂鈉溶液中，攪拌混勻后用旋轉(zhuǎn)粘度計測量其25℃時的粘度。

2 結(jié)果與討論

2.1 硅酸鎂鈉對油脂表面影響

由圖2 可知，油脂對粘度有較大影響作用，且各種油脂作用不同。非極性油脂（26# 白油）降低粘度，極性油脂（新戊二醇二異辛酸酯NGDO）增加粘度。

圖2 油脂對2%硅酸鎂鈉粘度的影響

極性油脂能增加體系的稠度，其原因是極性油脂具有極性，容易被極化吸附在硅酸鎂鈉的陰離子表面上，這種吸附增加了硅酸鎂鹽納米陰離子的厚度，在電性不變的情況下，減少了顆粒間距離，在總體積不變的情況下增加了體系電排斥力，從而表現(xiàn)為稠度的增加。白油以油滴的形式存在，降低了介電常數(shù)，從而降低了排斥力，降低稠度。從乳化角度上分析，一定量的極性油脂能被吸附穩(wěn)定，即被乳化。

2.2 硅酸鎂鈉對乳化劑的影響

由圖3 可知，同樣乳化劑用量下，乳化劑的HLB 越高，體系的粘度越低，在一定范圍內(nèi)用量增加粘度也增加。其中，具有高HLB 值的S21（PEG-21 硬脂醇醚）、中HLB 值的E-10（PEG-10大豆甾醇）及低HLB 值的LE（PEG-30 二聚羥基硬脂酸酯）對2%硅酸鎂鈉粘度的影響則很好地說明了這一點。這是因為水溶乳化劑降低了水相導(dǎo)電性，降低硅酸鎂鈉薄片間排斥力，從而降低粘度。疏水乳化劑則因其極性被吸附，其作用與極性油脂相同從而導(dǎo)致粘度增加。

圖3 乳化劑對2%硅酸鎂鈉粘度的影響

2.3 硅酸鎂鈉在乳液中的應(yīng)用

圖4 油包水乳液對1%硅酸鎂鈉粘度的影響

由圖4 可知，油包水乳液加入硅酸鎂鈉溶液中，粘度隨乳液用量的增加而逐漸增加，在加入一定量的乳液后能形成膏體，且硅酸鎂鈉用量越多，形成膏體所需要的乳液越少。含2%硅酸鎂鈉時，10%的乳液加入即可形成膏體。

圖5 表明，含有乳化劑和油脂的油包水乳液對硅酸鎂鈉具有極強的增稠作用，遠(yuǎn)大于兩者簡單增稠作用之和，近似高于一倍的增稠能力，顯示油包水乳化劑和極性油脂存在協(xié)同增稠作用。

圖5 含10%、30%硅酸鎂鈉的油包水乳液對比圖

這是由于硅酸鎂鈉顆粒吸附在油包水乳液上面，每個乳液顆粒表面都被帶上了負(fù)電荷，它們相互排斥，從而增加了體系的稠度。

同樣現(xiàn)象也發(fā)生在加入油包水粉底液中。不過同樣乳液用量下粘度有所下降。這可能是粉底本身的電性基數(shù)降低了油包水顆粒間的電排斥力，從而使顆粒間的排斥力降低，導(dǎo)致體系粘度降低。

圖6 油包水粉底對1%硅酸鎂鈉粘度的影響

圖6 表明，硅酸鎂鈉增加了體系的穩(wěn)定性，所得膏體冷熱循環(huán)一個月后仍保持穩(wěn)定，這種提供穩(wěn)定性的性能，它可認(rèn)為是硅酸鎂鈉的一種后乳化能力（穩(wěn)定能力，區(qū)別于乳化劑增加表面積的前乳化能力）。

3 結(jié)論

1)極性油脂或含極性油脂的混合油脂能被硅酸鎂鈉吸附，使體系粘度增加，體現(xiàn)硅酸鎂鈉具有乳化作用。

2)硅酸鎂納能乳化和穩(wěn)定油包水顆粒，具有類似乳化劑的乳化性能。

3)硅酸鎂納能穩(wěn)定油包水乳液，形成分散體且具有很強的穩(wěn)定性，所得體系能耐受長期高低溫考察，被稱之為“后乳化作用”。

此外，實踐表明，硅酸鎂鈉與油包水乳化劑的協(xié)同作用可以得到一個令市場滿意的革命性粉底產(chǎn)品。