第4-5章-化妝品化妝品的流變特性及生產(chǎn)設(shè)備

主要內(nèi)容第四章化妝品的流變特性

剪切應(yīng)變和流體類型、觸變性、粘彈性、流變特性在化妝品中的應(yīng)用、流變性質(zhì)的測(cè)定第五章化妝品的生產(chǎn)設(shè)備

液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備、粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備、其它設(shè)備第一篇化妝品的基礎(chǔ)理論1精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

化妝品的流變特性是化妝品的重要特性之一，它主要涉及化妝品的黏（粘）性、彈性、硬度、潤滑性、可塑性、分散性等物理性質(zhì)

2精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

3精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

4精選版課件ppt第四章化妝品的流變特性

流變學(xué)(rheology)是指研究物質(zhì)（固體）變形和（氣、液體）流動(dòng)的科學(xué)，1929年由賓漢（Bengham）和克勞福德（Crawford）提出。物體的二重性：物體在外力作用下可觀察到變形和流動(dòng)現(xiàn)象。流變性：物體在外力作用下表現(xiàn)出來的變形性和流動(dòng)性。流動(dòng)是液體和氣體的主要性質(zhì)之一，流動(dòng)的難易程度與流體本身的黏性有關(guān)，因此，流動(dòng)是一種非可逆性變形過程。5精選版課件ppt第一節(jié)剪切應(yīng)變和剪切速率Shearstress剪切應(yīng)力單位面積所受的拖拉作用力/剪切力6精選版課件ppt剪切應(yīng)力（Shearstress)使各液層間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外力叫剪切力，在單位液層面積（A）上所需施加的這種力稱為剪切應(yīng)力，簡稱剪切力。也稱切變應(yīng)力以S表示7精選版課件ppt剪切應(yīng)變（ShearStrain）ShearStrain剪切應(yīng)變單位長度的拉長I0△I=gconstantmm=][外力F的作用下，物體長度的相對(duì)變化叫剪切應(yīng)變I0△I8精選版課件ppt楊氏模量G楊氏模量用來表示材料對(duì)形變的阻力gτ=G楊氏模量G：物體所受的剪切應(yīng)力τ與剪切應(yīng)變g的比值9精選版課件ppt剪切速率(rateofshear)速度梯度（dv/dy）叫做剪切速率(rateofshear),單位為S-1dv/dy也稱切變速率，以D表示。設(shè)想在層流中10精選版課件ppt剪切速率在流速不太快時(shí)，可將流動(dòng)著的液體視為互相平行移動(dòng)的液層叫層流（如下圖），由于各液層的速度不同，便產(chǎn)生速度梯度dv/dy，這是流動(dòng)的基本特征。voy速度梯度的產(chǎn)生是由于流動(dòng)阻力的存在，流動(dòng)較慢的液層阻滯流動(dòng)較快液層的運(yùn)動(dòng)。剪切速率也稱為“剪切梯度”、“速度梯度”、“應(yīng)變率”、“變形率”等11精選版課件ppt第二節(jié)流體類型流變學(xué)研究中，流體可分為完全流體（理想流體）和黏性流體（實(shí)際流體）?；瘖y品工藝學(xué)研究中，根據(jù)流變特性可將流體分為牛頓流體和非牛頓流體。非牛頓流體又分為塑性流體、假塑性流體、脹流流體、賓漢流體等12精選版課件ppt牛頓公式：純液體和多數(shù)低分子溶液在層流條件下的剪切應(yīng)力（τ）與剪切速率（

）成正比。遵循牛頓公式的流體稱為牛頓流體。η—黏度（系數(shù)），是表示流體黏性的物理常數(shù)。單位為Pa·s。第二節(jié)流體類型一．牛頓流體黏度：在液體流動(dòng)過程中，由內(nèi)摩擦力而產(chǎn)生的流動(dòng)阻力稱為黏度，是重要參數(shù)。τ=η13精選版課件ppt=τ

/η1/η由圖4-3曲線1可知，牛頓型流變曲線是直線，其剪切速率與剪切應(yīng)力呈線性正比。14精選版課件ppt一、牛頓流體牛頓流體的特點(diǎn)：1、一般為低分子的純液體或稀溶液；2、在一定溫度下，牛頓液體的黏度

為常數(shù)，它只是溫度的函數(shù)，隨溫度升高而減小。3、黏度

不受剪切應(yīng)力或剪切速率影響。因此，溶液狀態(tài)的化妝品，比如發(fā)油、防曬油、化妝水、香水等可以當(dāng)作牛頓流體來處理。15精選版課件ppt二．非牛頓流體實(shí)際上一些乳化體、混懸劑、軟膏、懸浮體等化妝品既有黏性又有彈性，被稱為黏彈性物體，不符合牛頓定律，這些流體稱為非牛頓流體，這種的流動(dòng)現(xiàn)象稱為非牛頓流動(dòng)。16精選版課件ppt凡不遵守牛頓公式的流體，統(tǒng)稱為非牛頓型流體。非牛頓型流體又可分為塑性流體、假塑性流體、脹（或漲塑）性流體等。

二．非牛頓流體17精選版課件ppt二．非牛頓流體（一）塑性流體塑性流體也叫賓漢流體，其流變曲線不經(jīng)過原點(diǎn)，當(dāng)τ值小于層流剪切力τM時(shí)呈曲線；而當(dāng)τ值大于層流剪切力τM（或上限屈服值）后，流動(dòng)形式和牛頓流體完全相同，呈直線；當(dāng)τ值大于τL（靜切力或下限屈服值）時(shí)流體開始滑動(dòng)，當(dāng)剪切應(yīng)力超過臨界值τy（開始流體系開始流動(dòng)，剪切速率和τ之間跟牛頓流體一樣呈直線關(guān)系。動(dòng)時(shí)的臨界剪切力，也叫屈服值）時(shí)，18精選版課件ppt化妝品中，比如，牙膏、唇膏、發(fā)蠟、無水油膏霜、濕粉、粉底霜及一些濃度較高的乳狀液等表現(xiàn)出塑性非牛頓流體的性質(zhì)，屬于剪切變稀非塑性流體。二．非牛頓流體剪切變稠：如果流體的黏度隨剪切速率的增加而增大，這種現(xiàn)象叫剪切變稠，簡稱切稠；剪切變?。喝绻黧w的黏度隨剪切速率的增加而減小，這種現(xiàn)象叫剪切變稀，簡稱切??；19精選版課件ppt二．非牛頓流體（脹性流體）（塑性流體、假塑性流體）20精選版課件ppt假塑性流體也叫準(zhǔn)塑性流體，它的的表觀粘度隨剪切速率的增大而減小，即流動(dòng)越快越顯得稀，最終達(dá)到恒定的最低值，屬于剪切變稀非塑性流體。例：大多數(shù)大分子溶液、乳狀液、潤膚霜等。

（二）假塑性流體特點(diǎn)：流變曲線從原點(diǎn)開始，沒有屈服值，剪切應(yīng)力很小就可以開始流動(dòng)。21精選版課件ppt脹（或漲塑）性流體一些固體粉末的高濃度漿狀體被攪動(dòng)時(shí)，其體積和剛性均有增加，稱為脹性流體。例：

40%-50%淀粉糊多數(shù)粉末等（三）脹性流體特點(diǎn)：流變曲線從原點(diǎn)開始，沒有屈服值。它的的表觀粘度隨剪切速率的增大而增加，屬于剪切變稠流體。22精選版課件ppt1.觸變性定義在一定溫度下，非牛頓流體在外力（如攪拌等）作用下粘度隨時(shí)間降低，變成易流動(dòng)的，而在外力取消后又恢復(fù)到原來粘度的特性

?！?.2觸變性

§4化妝品的流變特性

23精選版課件ppt

(a)

(b)

恒定剪切速率下剪切應(yīng)力隨時(shí)間的變化

剪切應(yīng)力

時(shí)

間

給予一定剪切速率

§4.2觸變性

24精選版課件ppt

體系的觸變性與質(zhì)點(diǎn)的性狀有關(guān)，針狀或片狀的質(zhì)點(diǎn)比球形質(zhì)點(diǎn)易于表現(xiàn)出觸變性。由于它們的邊或末端間的相互吸引而搭成架子，流動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)被拆散，且剪切應(yīng)力使質(zhì)點(diǎn)定向，被拆散的質(zhì)點(diǎn)要靠布朗運(yùn)動(dòng)使顆粒末端或邊相互碰撞才能重建結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程需要時(shí)間，因而表現(xiàn)出觸變性。2.影響觸變性的因素§4.2觸變性

25精選版課件ppt

觸變性實(shí)際情況相當(dāng)復(fù)雜，影響觸變性的因素是多方面的，如質(zhì)點(diǎn)的大?。ㄝ^小質(zhì)點(diǎn)有較小觸變性），電解質(zhì)的存在，質(zhì)點(diǎn)間的距離、體系的彈性、塑變值、介電常數(shù)、偶極距、介質(zhì)的pH值和容器形狀等。

§4.2觸變性

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剪切速率保持一定的變化，首先增加速率，使體系結(jié)構(gòu)破壞，然后再逐漸減小，使體系結(jié)構(gòu)恢復(fù)，在未給予結(jié)構(gòu)平衡時(shí)間和各剪切速率下測(cè)定其剪切應(yīng)力或粘度，可得到滯后環(huán)。通過計(jì)算環(huán)的面積，可以知道體系觸變性的程度。環(huán)的面積越大，觸變性越大。

3.觸變性的大小§4.2觸變性

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剪力（Pa）

剪速（rpm）

觸變性滯后環(huán)

§4.2觸變性

28精選版課件ppt§4.3黏彈性1.黏彈性流體

黏彈性流體是指流體具有液體的黏性和固體的彈性，并且能在形變后呈現(xiàn)彈力恢復(fù)。一些凝膠化妝品、膏體、乳液，特別是一些含有聚合物的體系都表現(xiàn)出黏彈性。§4化妝品的流變特性

29精選版課件ppt2.黏彈性流體特性（1）記憶效應(yīng)（2）膨脹效應(yīng)（3）爬桿效應(yīng)（4）湍流抑制效應(yīng)高分子稀溶液的湍流摩擦阻力比純?nèi)軇┬?。?.3黏彈性

30精選版課件ppt3.線性粘彈性流體的力學(xué)模型3.1基本模型虎克彈簧牛頓彈簧§4.3黏彈性

31精選版課件ppt3.2應(yīng)用模型

Kelvin模型Maxwell模型§4.3黏彈性

32精選版課件ppt1.感觀評(píng)價(jià)與流變學(xué)性質(zhì)的關(guān)系化妝品的感觀質(zhì)量是決定其受消費(fèi)者喜愛程度的重要因素。如何確定一些可測(cè)定的物理量和一般消費(fèi)者反應(yīng)之間的相關(guān)性是化妝品質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要問題。其中較重要的是感觀評(píng)價(jià)與流變學(xué)性質(zhì)的關(guān)系?！?.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用§4化妝品的流變特性

33精選版課件ppt1.1感觀評(píng)價(jià)取樣涂抹用后感覺§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用1.2流變學(xué)性質(zhì)粘度屈服值流變曲線類型彈性觸變性等34精選版課件ppt1.3感觀評(píng)價(jià)與流變學(xué)性質(zhì)的關(guān)系的測(cè)定方法是在與使用過程相近的剪切速率條件下，測(cè)定有關(guān)流變學(xué)性質(zhì)，通過感官分析和測(cè)定得出的流變學(xué)參數(shù)的比較，確定感官判斷鑒別閾值和分級(jí)，最后確定其相關(guān)性。

§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用35精選版課件ppt2.取樣2.1取樣

將產(chǎn)品從容器內(nèi)取出，包括從瓶中倒出或擠出、用手指將產(chǎn)品從容器中挑出等。這一階段需要評(píng)價(jià)的感官特性是稠度。2.2稠度稠度分為低稠度、中等稠度、高稠度。是產(chǎn)品感官結(jié)構(gòu)的描述，產(chǎn)品抵抗永久性形變的性質(zhì)和產(chǎn)品從容器中取出難易程度的量變?！?.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用36精選版課件ppt3.涂抹3.1涂抹根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)一功能，用手指尖把產(chǎn)品分散在皮膚上，以每秒兩圈的速度輕輕地作圓周運(yùn)動(dòng)，再摩擦皮膚一段時(shí)間，然后評(píng)價(jià)其效果，主要包括分散性和吸收性。§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用37精選版課件ppt3.2可分散性根據(jù)涂抹時(shí)感知的阻力來評(píng)估產(chǎn)品的可分散性。十分容易分散的為“潤滑”，較易分散的為“滑”，難于分散的為“摩擦”。§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用38精選版課件ppt3.3吸收性產(chǎn)品被皮膚吸收的速度，可根據(jù)皮膚感覺變化、產(chǎn)品在皮膚上的殘留量（觸感到的和可見的）和皮膚表面的變化進(jìn)行評(píng)價(jià)。可分為快、中、慢三級(jí)。吸收性主要與油分的結(jié)構(gòu)（分子量大小、支鏈等）和組分（油水相比例，滲透劑的存在等）有關(guān)。

§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用39精選版課件ppt4.用后感官評(píng)價(jià)

指產(chǎn)品涂抹于皮膚上后，利用指尖評(píng)估皮膚表面的觸感變化和皮膚外表觀察。包括皮膚上產(chǎn)品殘留物的類型和密集度、皮膚感覺的描述等?！?.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用40精選版課件ppt4.1皮膚上產(chǎn)品殘留物4.1.1殘留物的類型膜（油性或油膩）覆蓋層（蠟狀或干的）片狀或粉末粒子。4.1.2殘留物的量小中等多§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用41精選版課件ppt4.2皮膚感覺干（崩緊）潤濕（柔軟）油性（油膩）

這些主要與產(chǎn)品油分性質(zhì)和組成、含粉末顆粒度等有關(guān)。

§4.4流變特性在化妝品中的應(yīng)用42精選版課件ppt§4.5流變性質(zhì)的測(cè)定1.粘度法1.1毛細(xì)管粘度計(jì)適用于測(cè)量液體化妝品的黏度。

注意控溫和保溫及液體流出時(shí)間。§4化妝品的流變特性

43精選版課件ppt1.2Brookfield粘度計(jì)適用于實(shí)測(cè)量非牛頓流動(dòng)黏性液體的黏度。§4.5流變性質(zhì)的測(cè)定44精選版課件ppt1.3同軸轉(zhuǎn)筒型粘度計(jì)適用于研究。§4.5流變性質(zhì)的測(cè)定45精選版課件ppt1.4圓錐子板型粘度計(jì)

適用液、膏等。§4.5流變性質(zhì)的測(cè)定46精選版課件ppt2.線性粘彈性行為的測(cè)定2.1振動(dòng)式流變儀2.2正交流變儀§4.5流變性質(zhì)的測(cè)定47精選版課件ppt第五章化妝品的生產(chǎn)設(shè)備

48精選版課件ppt§5.1液體和乳液制品

主要生產(chǎn)設(shè)備常見的乳化設(shè)備有:攪拌釜膠體磨均質(zhì)器真空攪拌乳化機(jī)超聲波乳化設(shè)備等§5化妝品的生產(chǎn)設(shè)備

49精選版課件ppt1.攪拌釜

又稱乳化攪拌鍋。是一類以攪拌粘度低的流體為主、適用于液-液混合及固-液懸浮液的混合機(jī)械裝置，即在攪拌鍋內(nèi)用機(jī)械攪拌的方法，強(qiáng)制液體運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)均勻混合。在化妝品生產(chǎn)中如生產(chǎn)洗發(fā)香波、護(hù)發(fā)素、化妝水、香水等大都采用這種裝置。§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備50精選版課件ppt2.膠體磨膠體磨是一種剪切力很大的混合乳化設(shè)備。它主要是通過轉(zhuǎn)子和定子之間由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的剪切力而起到研磨、剪切、分散作用。

§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備51精選版課件ppt3.均質(zhì)器均質(zhì)器的操作原理是將要乳化的混合物在很高的壓力下自一小孔擠出，是一種具有較強(qiáng)的剪切、壓縮、沖擊等作用的高效攪拌設(shè)備。

§5.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備52精選版課件ppt真空均質(zhì)乳化機(jī)

真空均質(zhì)乳化機(jī)是在密封的抽真空的容器內(nèi)，中間有均質(zhì)器，轉(zhuǎn)速為500-10000r/min，可無級(jí)調(diào)速，另外還有帶刮板的框式攪拌槳，轉(zhuǎn)速為10-100r/min，為緩慢攪拌，以及槳式攪拌器，為快速攪拌，轉(zhuǎn)速為150r/min?！?.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備53精選版課件ppt真空均質(zhì)乳化器具有三大優(yōu)點(diǎn)：（1）減少乳劑的空氣泡含量至最低程度，增加乳化的表面光潔度；（2）能減少和避免與空氣接觸，使其免受細(xì)菌污染；（3）由于在真空狀態(tài)下進(jìn)行攪拌，因此減少了氧化過程?！?.1液體和乳液制品主要生產(chǎn)設(shè)備54精選版課件ppt§5.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備1.混合機(jī)混合機(jī)主要用于粉狀化妝品原料的混合。能承擔(dān)粉體原料的預(yù)備混合、整個(gè)粉體的調(diào)料混合，如調(diào)色或調(diào)香混合等?！?化妝品的生產(chǎn)設(shè)備

55精選版課件ppt2.三輥研磨機(jī)

在化妝品制造生產(chǎn)過程中是一種應(yīng)用比較廣泛的設(shè)備。如冷霜、粉霜、唇膏等產(chǎn)品制造生產(chǎn)可采用三輥研磨機(jī)?！?.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備56精選版課件ppt§5.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備57精選版課件ppt

研磨機(jī)在鑄鐵的機(jī)架上裝有三只不同的轉(zhuǎn)速的，用花崗石或不銹鋼制成的軋輥。軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料從第一與第二只軋輥間加入進(jìn)行壓軋、研磨，后帶至第二與第三輥之間進(jìn)一步壓軋，物料轉(zhuǎn)至第三軋輥邊緣處，被裝置的刮刀刮下流至料筒內(nèi)。§5.2粉類產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備58精選版課件ppt3.粉碎機(jī)粉碎機(jī)是制作粉狀化妝品的主要設(shè)備。它