专利名称：测定乳液稳定性的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定乳化剂、特别是测定乳液稳定性的方法及其装置领域。
背景技术：
乳液是指分散相(内相)分散于连续相(外相)中形成的分散体系，是一个多相分散体系，其中至少有一种液体以液珠的形式均勻地分散于一个不与它混合的液体之中， 液珠直径一般在0. 1-10 μ m,此种体系皆有一个最低稳定度，这个稳定度可因有表面活性剂或固体粉末而大大增加。乳液分为三种类型水包油型(0/W)，油包水型(W/0)以及多重乳液(水包油包水型(W/0/W)或油包水包油型(0/W/0))。乳液广泛应用于食品、医药、农药、石油化工等领域，是一种热力学不稳定体系，液珠有自动聚结的趋势，液滴聚结成大液滴导致最终破乳。影响乳液稳定性的因素有界面张力、界面膜、界面电荷、粘度、液滴的大小及分布、温度等。表面活性剂浓度、PH值以及固体颗粒的浸润与非浸润特性对乳液稳定性都有影响，较低的PH值有利于乳液的稳定，添加物如糖、氨基酸、有机酸和无机盐对食品乳液稳定性也有影响。乳液的不稳定性主要表现为液珠的聚结、絮并以及上浮与下沉，最终完成破乳的过程。目前，用于该过程的分析测定方法主要包括两大类一类是肉眼直接观察法，如瓶试法；另一类是借助近代光学仪器检测分析，如分光光度法、显微镜观察法、激光粒度分析法等。前一类由于所需设备简单，目前在实际操作中仍然应用广泛，但在测定过程中依靠人的主观因素较多，并且具体操作复杂，结果重现性差；后一类方法得到的实验结果相对于前者而言更准确与可靠，但其对样品的透光性提出了一定的要求，限制了应用的范围。因此，在具体操作中，大多需要对乳液进行稀释，以达到光学仪器的使用要求，这又严重地影响了评价的准确性。用比色法测定乳油类农药的乳液稳定性时，发现这种方法与乳液稳定性原测定法相比要更省时间，而且可以更准确的描述乳液稳定性的稳定程度，(王以燕.比色法测定乳油类农药的乳液稳定性[J].农药科学与管理，1990，(4) :22-23)但其也存在操作麻烦、实验误差较大等局限。常规的Turbiscan分析仪通过测量透射光的强度和散射光得到乳液放置时间与其厚度的变化关系曲线，(Mengual 0，et a 1. TURBI SCAN MA 2000 =Multiple light scattering measurement for concentrated emulsion and suspension instability analysis [J]，Talanta, 1999，50 (2) :445-456)，然后根据变化规律评价乳液稳定性，该方法可应用于食品、原油乳状液、农药和水煤浆等领域。采用透光率浊度法评定乳液稳定性具有操作简便、耗时短特点，但这些方法所使用的仪器价格昂贵，需要专门人员分析。在中国专利申请《测定水-烃乳液稳定性的方法和装置》(申请号98803466. 2) 中，涉及到一种通过监测被浸在水-烃混合物中的重量分析传感器的重量变化来确定易出现相分离的水-烃乳液的温度稳定性的方法和设备，该方法的第一步是将所述乳液冷却或加热至预定温度。在第二步中，保持该温度不变，确立重量随时间变化的曲线，通过曲线的斜率可以确定所收集的固体重量和两相分离速度，通过与已知的稳定的参考乳液进行对比可确定上述乳液的稳定性。该方法存在的不足之处是装置对传感器要求比较高，温度控制严格，带有腐蚀性的乳化剂对装置有影响，放置样品的容器需要认真清洗等。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种分析测定方法简单、结果准确、定量快速的测定乳液稳定性的方法及其装置。本发明以如下技术方案解决上述技术问题一种测定乳液稳定性的方法，其特征是(1)利用澄清溶液和乳液对光透过性不同，采用光强度法对透过乳液的光强度进行实时监测，获得光强度和时间关系曲线图，利用曲线的变化评价乳液稳定性；(2)对用光强度法取得的数据进行处理和评价稳定性对透过光强度缓慢变化和发生突变性变化分别作曲线的切线，两切线的交点即为乳液的不稳定点，其对应的时间为乳液最大稳定时间。油包水型乳液稳定性的检测方法根据油包水型乳液的特性，其在破乳过程中容易形成上层的油相与下层的乳化相，检测期间油相逐渐变清，其透光性能也随着增强，在检测中成为可测相，而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相；故只需测定上层的油相透光性能的变化。水包油型乳液稳定性的检测方法根据水包油型乳液的特性，其在破乳过程中容易形成下层的水相与上层的乳化相，检测期间水相逐渐变清，其透光性能也逐渐增强，在检测中成为可测相，而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相；故只需测定下层的水相透光性能的变化。一种测定乳液稳定性的装置，包括恒温箱、稳定光源、透过样品池、光强度采集器和光度计，稳定光源、透过样品池的透光部位及光强度采集器在同一直线上，光度计设置在需要读取光强度采集器数据的地方。稳定光源包括日光灯产生的光源、激光源、可见光光源、紫外光光源。恒温箱的温度可以在5_60°C的范围内调节。本发明的测定乳液稳定性的方法及其装置，方法和设备简单、容易操作、测定结果定量、准确、快速，利于推广。


图1是本发明的测定乳液稳定性的方法所用的装置结构示意图。图2是本发明的测定乳液稳定性的光强度检测法的数据处理方法图。图3是本发明实施例1的油包水型乳液透过光光强度随时间变化趋势图。图4是图3部分曲线放大和切线图。图5是本发明实施例3的水包油型乳液透过光光强度随时间变化趋势图。
具体实施例方式本发明主要是利用澄清溶液和乳液对光透过性不同的现象，采用光强度法对透过乳液的光强度进行实时监测，获得光强度和时间关系曲线图。
对图中透过光强度缓慢变化和发生突变性变化的不同区段分别作曲线的切线，两切线的交点即为乳液的不稳定点，其对应的时间为乳液最大稳定时间。由于油包水型乳液和水包油型乳液类型和特性不同，在破乳过程中分别容易形成上层为油相下层为乳化相、或下层为水相上层为乳化相，故测定乳液稳定性的方法有所区别油包水型乳液稳定性的检测方法其在破乳过程中容易形成上层的油相与下层的乳化相，检测期间油相逐渐变清，其透光性能也随着增强，在检测中成为可测相；而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相。水包油型乳液稳定性的检测方法其在破乳过程中容易形成下层的水相与上层的乳化相，检测期间水相逐渐变清，其透光性能也逐渐增强，在检测中成为可测相，而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相。乳液在破乳的过程中，由于液珠不断进行絮凝时发生上浮和下沉的运动，导致乳液透光性能发生变化；要测定乳液的稳定情况必须了解乳液的液珠运动和浓度变化情况。为了能快速进行测定，首先要判断乳液类型。判断乳液类型的常用方法有稀释法和电导率法。其中稀释法测定最简单，其原理是根据乳液易分散于外相溶剂而不易被内相稀释，因此只要能与乳液混合的液体就是与乳液的外相为同一物质。判断方法是将少量乳液加入到盛有水的烧杯中，若能立即与水形成均一体系，则乳液为0/W乳液，若不能则乳液为W/0型。乳化类型确定后再进行乳液稳定性的测定和稳定性评价。使用上述方法测定乳液稳定性时，采用的装置可以是图1所示的结构，在恒温箱3 外安装一个位置固定的稳定光源1，在恒温箱内有样品池2与光强度采集器4，光度计设置在需要读取光强度采集器数据的地方。样品池有透光部位，光强度采集器与样品池2上的透光部位以及稳定光源1在同一水平直线上，光能从光源直线穿过样品池达到光强度采集器，通过光度计检测记录其透过乳液后的光强度。恒温箱温度可以在5-60°C的范围内调节；通过调节恒温箱温度测定不同温度下的乳液稳定状况。实施例1油包水型乳液稳定性的测定称取乳化剂司班80(Span-80)0. 200g，取石油醚30mL于三角瓶中，10°C下分别搅拌溶解，然后第一分钟内缓慢滴加入3. 5mL的水，第二分钟内继续滴加35mL的水，最后再加入31. 5mL的水(共70mL)，并在50r/s的条件下搅拌20分钟制得乳液，将乳液转移至IOOmL 样品池中，然后把样品池放入图1所示的恒温箱中，10°C下测定上层乳液并开始跟踪测定乳液的光强度E (单位Lux)随着变化值，实验结果如图3所示。根据图3结果，取前期透过光强度缓慢变化和发生突变性变化的曲线进行放大 (如图4)，作曲线切线，两切线的交点的数值为不稳定点的时间为122. 4分钟，对应的光强度为 0. 6ILuxο实施例2油包水型乳液稳定性的测定称取乳化剂脂肪酸甘油酯(fatty acid glyceride)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，40°C下搅拌溶解，制备乳液的方法同实施例1 ；将乳液转移至IOOmL样品池中，然后把样品池放入图1所示的恒温箱中，40°C下测定上层乳液并开始跟踪测定乳液的光强度E(单位Lux)随着变化值，按实施例1方法处理，结果为不稳定点的时间为65. 3分钟，对应的光强度为0. 47Lux。实施例3水包油型乳液稳定性的测定称取乳化剂曲拉通-100 (Triton X-100) 0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，10°C 下搅拌溶解，制备乳液的方法同实施例1 ；将乳液转移至IOOmL样品池中，然后把样品池放入图1所示的恒温箱中，10°C测定下层乳液并开始跟踪测定乳液的光强度E(单位Lux)随着变化值，实验结果如图5所示。根据图5结果，利用实施例1的数据处理方法，作曲线切线，两切线的交点的数值为曲拉通-100不稳定点的时间为572. 5分钟，对应的光强度为3. 65LUX ；实施例4水包油型乳液稳定性的测定称取乳化剂吐温-80(Tween-80)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，50°C下搅拌溶解，制备乳液的方法同实施例1 ；将乳液转移至IOOmL样品池中，然后把样品池放入图1 所示的恒温箱中，50°C测定下层乳液并开始跟踪测定乳液的光强度E (单位Lux)随着变化值，利用实施例1的数据处理方法，作曲线切线，两切线的交点的数值为不稳定点的时间为0分钟。实施例5取乳化剂司班80(Span-80)0. 200g，取30mL石油醚于三角瓶中，25°C下搅拌溶解， 制备乳液的方法同实施例1 ；将乳液转移至IOOmL样品池中，然后把样品池放入图1所示的恒温箱中，25°C下测定上层乳液并开始跟踪测定乳液的光强度E (单位Lux)随着变化值。利用实例1的数据处理方法，作曲线切线，两切线的交点的数值为不稳定点的时间为 102. 3分钟，对应的光强度为0. 58Lux。
权利要求
1.一种测定乳液稳定性的方法，其特征是工艺步骤为(1)利用澄清溶液和乳液对光透过性不同，采用光强度法对透过乳液的光强度进行实时监测，获得光强度和时间关系曲线图，利用曲线的变化评价乳液稳定性；(2)对用光强度法取得的数据进行处理和评价稳定性对透过光强度缓慢变化和发生突变性变化分别作曲线的切线，两切线的交点即为乳液的不稳定点，其对应的时间为乳液最大稳定时间。
2.如权利要求1所述的测定乳液稳定性的方法，其特征是油包水型乳液稳定性的检测方法是根据油包水型乳液的特性，其在破乳过程中容易形成上层的油相与下层的乳化相， 检测期间油相逐渐变清，其透光性能也随着增强，在检测中成为可测相，而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相；故只需测定上层的油相透光性能的变化。
3.如权利要求1所述的测定乳液稳定性的方法，其特征是水包油型乳液稳定性的检测方法是根据水包油型乳液的特性，其在破乳过程中容易形成下层的水相与上层的乳化相， 检测期间水相逐渐变清，其透光性能也逐渐增强，在检测中成为可测相，而乳化相一直处于透光性差的状态，在检测中成为不可测定的液相；故只需测定下层的水相透光性能的变化。
4.如权利要求1或2或3所述的测定乳液稳定性的方法所用的装置，其特征是装置包括恒温箱、稳定光源、透过样品池、光强度采集器和光度计，稳定光源、透过样品池的透光部位及光强度采集器在同一直线上，光度计设置在需要读取光强度采集器数据的地方。
5.如权利要求4所述的测定乳液稳定性的方法所用的装置，其特征是光源包括日光灯产生的光源、激光源、可见光光源、紫外光光源。
6.如权利要求4所述的测定乳液稳定性的方法所用的装置，其特征是恒温箱的温度可以在5-60°C的范围内调节。
全文摘要
一种测定乳液稳定性的方法及其装置，其工艺步骤为利用澄清溶液和乳液对光透过性不同，采用光强度法对透过乳液的光强度进行实时监测，获得光强度和时间关系曲线图，将获得的光强度和时间关系曲线进行处理和评价稳定性，对透过光强度缓慢变化和发生突变性变化分别作曲线的切线，两切线的交点即为乳液的不稳定点，其对应的时间为乳液最大稳定时间。本发明的测定乳液稳定性的方法及其装置，方法和设备简单、容易操作、测定结果定量、准确、快速，利于推广。
文档编号G01N21/17GK102288547SQ20111019583
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者刘雄民, 李伟光, 赖芳, 黄品鲜, 黄林华 申请人:广西大学