凡士林乳液的制备*

李 平 樊聪影 夏光明

(1.济南大学，山东 济南 250022; 2.泰山医学院,山东 泰安 271016;3.宁夏第五人民医院，宁夏 石嘴山 753000)

凡士林广泛应用于医疗器械的防锈或润滑，但不溶于水，会阻隔高温高压灭菌的水蒸汽，降低灭菌效果；凡士林等油膏类不可用蒸汽灭菌，因蒸汽不易透过油脂。水蒸气的作用使医疗器械很容易锈蚀，操作需手工涂抹才能完成，质量很难控制；用于涂抹的纱布或纱布垫反复使用，易导致细菌滋生，易使清洗后的医疗器械受到二次污染。水性凡士林乳液可以有效解决此类问题，同时也可以广泛应用于硅胶类医用品的润滑。本文研究了水溶性凡士林乳液的制备及性能的表征。

1 材料与方法

1.1主要试剂及仪器

1.1.1试剂 OP-10乳化剂(C34H62O11，天津市恒兴化学试剂制造有限公司)；吐温-80(Tween-80，天津市恒兴化学试剂制造有限公司)；司班80(C24H44O6，天津市博迪化学有限公司)；硬脂酸(C18H36O2，国药集团化学试剂有限公司)；三乙醇胺[N(CH2CH2OH)3,天津市大茂化学试剂厂]；十六烷基三甲基氯化铵(C19H42ClN，天津市福晨化学试剂厂);医用凡士林(国药集团化学试剂有限公司)。

1.1.2仪器 TDL-60B型台式离心机(上海安亭科学仪器厂制造)；DZKW-4型电子恒温水浴锅(上海科析试验仪器厂)；乌氏粘度计、界面张力仪(承德市仪器厂)。

1.2乳化剂的制备 将5.0 g凡士林和2.5 g表面活性剂加入到三口烧瓶中,采用机械搅拌方式进行搅拌,在水浴中慢慢升温至85℃,凡士林完全熔解后加入5.0 g 水形成W/O型乳化液,然后加入95 g水形成O/W型乳液。乳化60 min后出料。乳化效果如表1所示。

表1 不同表面活性剂乳化后凡士林乳液表观形态

从表1中可以看出,单一乳化剂的乳化效果不理想,稳定性差,外观也不好,其原因可能是使用单一乳化剂虽然降低了物系的ΔG,能形成凡士林乳液,但却增加了乳液的界面自由焓,不能使体系保持稳定[1]。当乳化剂复配时能找到一个乳化效果理想复配方式,复配乳化剂间具有协同效应[2],乳化剂疏水基的范德华力和亲水基的极性引力使彼此能形成强的协同作用体,在界面附近形成强界面膜,强力吸引乳化剂,乳化剂对液滴的吸附量增加,形成强吸附膜,并增高电位,防止液滴合一。而且此协同混合物形成的界面膜具有可动性,对任何变形都有强复原力,所以宜采用复合型乳化剂。乳化凡士林体系很明显地看出，由吐温80和OP-10乳化剂复配的乳化剂所制得凡士林乳液分散性和稳定性较好。

2 结果与讨论

2.1复合乳化剂最佳HLB值的测定 选用凡士林乳化剂时,HLB值是其首先要考虑的一个重要条件。只有与凡士林HLB值相近的表面活性剂,才有可能将凡士林乳化,所以确定复配乳化剂HLB值对于制取性能稳定的乳化液至关重要。在水100 g、搅拌速度3000 r/min、乳化温度85℃、乳化时间60 min、乳化剂用量为原料的一半和凡士林5 g条件下,考察复配乳化剂。结果显示，复配乳化剂HLB值在14.55～14.95时,都能使凡士林乳化,但乳化的效果不同。很明显看出HLB值=14.75时凡士林乳液的效果最好。见表2和图1。

表2 HLB值对乳化效果的影响

图1 表面张力与HLB值的关系

由图1可以看出,表面张力先随HLB值增大而减小,到最低点后,表面张力随着HLB值的增大而增大,说明乳化剂能降低界面张力,选择表面张力的最小值时,HLB值=14.75作为复合乳化剂最佳值,根据复合乳化剂HLB值的计算方法[3],计算得出此时该复合乳化剂中各表面活性剂的质量比为m(吐温80)∶m(OP-10乳化剂)=1∶1。

2.2复合乳化剂最佳温度的测定 乳化温度对凡士林乳液的性质影响很大。对于由非离子表面活性剂构成的乳化体系,逐渐升温时,表面活性剂的亲水性降低,而亲油性提高,因此,体系会出现由O/W型向W/O型转变的情况,即发生转相。发生转相时的温度,就是最佳乳化温度[4]。在混合乳化剂质量比m(吐温80)∶m(OP-10乳化剂)=1∶1、搅拌速度3 000 r/min、水100 g、乳化时间60 min、乳化剂用量为原料一半、凡士林5 g的条件下,考察乳化温度对乳液的影响,结果见表3。

表3 乳化温度对乳液的影响

凡士林的乳化过程是放热过程，升高温度不利于反应进行。但凡士融化需要一定的热量，使其融化，以便于搅拌时更好的分散，因此乳化温度间必须高于凡士林的熔点。通过表4可以看出85℃时，所制备的样品的色泽与外观，稳定性都好。因此选择乳化温度为85℃。

2.3复合乳化剂最佳乳化时间的测定 适宜乳化时间，不仅能保证产品质量，同时也能提高生产产率，降低能源消耗。在混合乳化剂质量m(吐温80):m(OP-10乳化剂)=1:1、搅拌速度3 000 r/min、水100 g、乳化温度为85℃、乳化剂用量为原料一半、凡士林5 g的条件下,考察乳化温度对乳液的影响,结果显示，乳化时间为45 min时表面张力升高，但之后又降低，说明在此时反应并不完全，凡士林乳液的稳定性差。通过图2可以看出，乳化时间越长，乳化液的表面张力越大，因此乳化时间宜选择60 min。见表4和图2。

表4 乳化时间对乳液的影响

图2 表面张力与乳化时间的关系

2.4复合乳化剂最佳水用量的测定 凡士林乳液质量与乳化水用量有关。在混合乳化剂质量m(吐温80):m(OP-10乳化剂)=1:1、搅拌速度3 000 r/min、乳化温度为85℃、乳化剂用量为原料一半、凡士林5 g的条件下,考察相同pH=7下的乳化水用量对乳液的影响,结果见图3和图4。

图3 表面张力和粘度与乳化水用量的关系

从图3中看出,在乳化水用量100.0 ml时表面张力最小，然后随着乳化水用量的增加,乳液的表面张力增加。这表明:乳化剂能显著降低油、水界面张力,在等量乳化剂的情况下,乳化水用量越多,乳化剂所起的作用相对减小。从图4中看出随着乳化水用量的增加乳液浓度也下降,乳化液中固含量降低,粘度也随之下降。O/W型乳液,加过多的乳化水,不能形成稳定的是石蜡乳液。即随乳化水用量的减少,粘度的增大。乳状液的稳定性变化[5],由于固含量的高低直接影响运输成本,应再综合粘度和稳定性之间的关系。

3 结 论

用单因素考察法,以凡士林、非离子型乳化剂(吐温80和OP-10乳化剂)和去离子水为原料,制备出了稳定的凡士林乳液。本工艺所制样品的突出优点是稳定性好,保质期长(用干净的器皿密封存放),成本较低,无毒无味、色泽好,耐硬水,用普通水稀释即可。

本试验适宜的乳化条件为: HLB值为10.75、乳化剂的用量9.80%(质量分数)、乳化温度为75℃、乳化时间为55 min、乳化水用量71.11%(质量分数)。

由2种乳化剂吐温80和OP-10乳化剂制备的乳化凡士林效果明显优于由1种乳化剂制备的乳化凡士林。

[1] 苏晓燕,戴乐蓉.细小乳状液的制备及自发乳化[J].日用化学工业,1997,(4):27-30.

[2] 王锦.石蜡稳定乳状液的制备及性能[J].山东轻工业学院学报,1997,11(2):24-27.

[3] 焦学瞬,贺明波.乳状液与乳化技术新应用[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4] Dalal VB, Eipeson WE, Singhn S. Wax emulsion for fresh fruits and vegetables to expend their steerage life [J].Ind FD Packer, 1971, 25(5):9-18.

[5] 戴跃玲,孙永琳.石蜡乳状液粘度问题探讨[J].石油化工高等学校学报,1997,10(3):48-50.