通过有机硅烷改性的坡缕石稳定的Pickering乳液的制备与优化，用于封装天然色素以应用于化妆品领域

《Applied Clay Science》：Preparation and optimization of pickering emulsion stabilized by organosilane-modified palygorskite to encapsulate natural colorants for cosmetic application

有机硅烷改性层状硅酸盐Pickering乳液用于化妆品脂溶性色素封装，优化了硅烷链长、固含量、油水比及油相极性对乳液稳定性和粒径的影响。研究表明，十二烷基三乙氧基硅烷改性Pal制备的乳液具有最佳性能，显著提升色素热、光稳定性及生物相容性，其中 capsorubin 眼刺激降低。负载色素的乳液应用于面霜，实现肤色校正效果与商业产品相当，感官特性满意。

　　这项研究聚焦于通过有机硅烷修饰的坡缕石（Pal）制备Pickering乳液，并探索其在化妆品领域的应用潜力。Pickering乳液是一种由两种不相溶的流体组成的体系，其稳定性依赖于固体或胶体颗粒，而非传统表面活性剂。这种乳液技术因其在保护天然色素免受环境影响方面的优势，正在成为化妆品行业中一种备受关注的替代方案。然而，目前对于有机硅烷修饰剂的选择及其对乳液性能和化妆品适用性的影响仍存在研究空白。本文系统地探讨了这一问题，旨在为开发具有特定功能的有机粘土稳定Pickering乳液提供理论依据和技术支持。

坡缕石作为一种天然纤维状粘土，具有丰富的硅醇基团，这使其成为表面修饰的理想材料。通过有机硅烷的修饰，可以改变坡缕石的表面润湿性，从而影响其作为Pickering乳液稳定剂的能力。在本研究中，选择了四种不同烷基链长度的有机硅烷，即辛基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷，用于修饰坡缕石。这些有机硅烷的修饰作用能够显著改变坡缕石的表面特性，进而影响Pickering乳液的形成与稳定性。

研究团队首先对坡缕石进行了纯化处理，通过使用焦磷酸钠将原本成束的晶体结构分解为更分散的纤维状结构。随后，利用四种有机硅烷对纯化后的坡缕石进行表面修饰，并通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段分析其形态和结构的变化。结果表明，不同长度的烷基链对坡缕石的表面润湿性产生了显著影响，从而决定了Pickering乳液的稳定性、乳滴大小分布以及其在化妆品中的适用性。

在Pickering乳液的制备过程中，研究团队系统地考察了有机硅烷修饰剂、固体含量、油水比例以及油相极性等因素对乳液稳定性和乳滴大小的影响。通过优化实验参数，最终得到了具有优异稳定性的Pickering乳液体系，并对其微观结构和流变特性进行了详细表征。这些表征结果有助于揭示Pickering乳液的稳定机制，从而为后续的优化和应用提供科学依据。

此外，该研究还探索了Pickering乳液在封装天然脂溶性色素方面的潜力。研究团队选择了三种具有代表性的天然色素，包括 capsorubin（红花黄素）、guaiazulene（瓦尔烯）和 curcumin（姜黄素）。这些色素在化妆品中具有重要的应用价值，因其不仅能够提供天然的颜色，还可能具有抗氧化、抗炎、抗菌和光保护等附加功效。然而，天然色素在光照、热和极端pH条件下的稳定性问题一直是其工业化应用的主要障碍。因此，通过Pickering乳液的封装技术，能够有效提高这些色素的稳定性，延长其在化妆品中的使用寿命。

研究结果表明，使用Pickering乳液封装的天然色素在紫外线（UVA）照射和热处理后表现出显著的稳定性提升，相较于传统的表面活性剂体系具有更大的优势。对于 capsorubin，Pickering乳液的封装不仅提高了其稳定性，还降低了其对眼睛的刺激性，使其更适合用于化妆品产品。此外，基于这些色素封装的Pickering乳液被用于制作面部粉底，实验结果显示，这些粉底产品在改善皮肤颜色方面表现出良好的效果，并且在感官特性上与市售化妆品相当，具有较高的市场应用潜力。

研究团队还对不同有机硅烷修饰后的坡缕石在Pickering乳液体系中的表现进行了比较。结果表明，十二烷基三乙氧基硅烷修饰的坡缕石在乳液稳定性、乳滴大小和感官特性等方面表现出最佳性能。这说明，有机硅烷的链长对Pickering乳液的性能具有重要影响，而选择适当的修饰剂可以有效提升乳液的稳定性与适用性。

在实际应用中，Pickering乳液不仅能够有效封装天然色素，还能为化妆品产品提供良好的质感和使用体验。例如，硅油因其独特的感官调节特性，常被用于化妆品配方中以改善产品的触感和肤感。通过有机硅烷的修饰，坡缕石的表面特性可以得到优化，使其在Pickering乳液体系中表现出更好的稳定性和功能性。这种修饰技术为开发新型化妆品提供了一种绿色、环保且高效的解决方案。

综上所述，本研究不仅系统地探讨了有机硅烷修饰坡缕石在Pickering乳液体系中的作用，还成功开发了一种适用于化妆品领域的新型乳液体系。该体系能够有效封装天然色素，并在光照、热和极端pH条件下表现出优异的稳定性。此外，该乳液体系在改善皮肤颜色和提供良好感官体验方面也表现出显著优势。研究结果为未来开发具有特定功能的Pickering乳液提供了理论支持和技术指导，同时也为化妆品行业提供了一种新的绿色材料选择。