有机硅内容
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有机硅内容
2)硅油
有机硅具有独特的硅氧键结构Si-O-Si,赋予较大的键角和键长,分子间作用力小,不像一般的有机分子容易结晶,因此,透气性良好;其较高的键能,使有机硅聚合物具有突出的耐热性和优异的柔软性,其分子链的螺旋结构和甲基纵向外侧,使之具有极低的表面张力,良好的拒水性能。
因为硅氢键(Si-H)具有较大的活性,能在高温和金属盐作用下发生水解和缩合交联成膜,有机硅季铵盐的活性基团有抗菌、防霉的功能,由于结构上的特殊性,使有机硅氧烷聚合物具有润滑、柔软、拒水、消泡、抗菌防霉等一系列特性,适用于个人护理用品中。
含聚硅氧烷的化妆品的特性主要有:
①润滑性能好,涂敷皮肤后能形成一层均匀的具有防水性的保护膜,但
又没有任何粘性和油腻的感觉,光泽好。
②抗紫外线辐射的性能好。
它在紫外线照射下不会氧化变质而引起对皮
肤的刺激。
③抗静电性能好。
试验表明,擦过含聚硅氧烷护肤霜的皮肤静电全部消
除,并有明显的防尘效果。
④透气性好,即使在皮肤上形成硅氧烷膜也不影响汗液排出。
它对香精
香料具有缓释定香作用,因而保香期较长。
⑤稳定性高,化学上惰性,对化妆品其他组成,特别是活性成分没有任
何不良影响,配伍性好。
⑥无毒、无臭、无味,对皮肤不会引起刺激和过敏,安全性高,对某些
皮肤病具有一定疗效,如发汗困难型湿疹、神经性皮炎和职业性皮炎
等。
硅油是目前应用较广泛的一类调理剂,一般会制成乳液型式。
它可在头发上形成有效的保护膜,显著改善头发的干湿梳理性,赋予头发润滑、柔顺和光泽等;硅油的使用,可极大地改善发丝的梳理性及赋予发丝特殊的滑爽、光亮及防尘抗静电性能;长期使用不会在头发上积聚,同时能降低阴离子表面活性剂对眼睛的刺激性。
硅油一般分为普通硅油与改性硅油,迄今,已开发成功用于化妆品的有机硅产品有:二甲基聚硅氧烷,甲基苯基聚硅氧烷,甲基含氢硅油,聚醚改性硅油,长链烷基改性硅油,环状聚硅氧烷,氨基改性硅油,羧基改性硅油,甲基聚硅氧烷乳液,有机硅腊,硅树脂,有机硅处理的粉体等系列。
① 二甲基聚硅氧烷
二甲基聚硅氧烷的结构式为:
二甲基聚硅氧烷为无色、无味、无刺激性、无挥发性液体,具有良好的滋润爽滑效果;广泛用于膏霜类及发用化妆品,可增进皮肤滑爽细腻感,且无油腻感和残留感,也可使头发柔软、滑爽、改善梳理和增加光泽。
低粘度硅油具有良好的铺展性能和提供干爽、抗水、不粘腻的效果;中粘度硅油具有较好的铺展性能,提供柔软、干爽、抗水及丝绸般的手感;中高粘度硅油具有较好的展开性能,有良好柔软、干爽、抗水及丝绸般的手感;超高粘度硅油(硅脂)为难流动的半透明粘液,柔软性、疏水性、滋润性在所有二甲基硅油中最好,油粘性强,难于乳化。
聚二甲基硅氧烷低界面张力与适宜的粘度相结合,使其制品有良好的触变性,易于在皮肤上铺展,无粘腻感觉。
形成憎水膜,增加化妆品的耐水性,又可保持皮肤的正常透气,增强皮肤柔软度,赋予皮肤柔软感觉。
它还有消泡作用,可避免铺展时O/W 型膏霜常见的“白化”情况。
较常使用的是粘度为100~350 mm 2/s 的聚二甲基硅氧烷。
用聚二甲基硅氧烷制成的唇膏,可使唇部柔软、无干燥感觉,涂层光滑耐
久。
高含量的聚二甲基硅氧烷的香波在洗发时手感柔软细滑,过水后梳理性好,无论头发厚薄及受损程度如何,都能一梳到底,头发凉(吹)干后光泽柔亮,握在手中如握黑丝绸缎般感觉。
② 甲基苯基聚硅氧烷
甲基苯基聚硅氧烷的结构式为: S i(C H 3)3S iO C 6H 5C H 3S iO
(H 3C )3S iO C H 3
C H 3m
n S i(C H 3)3S iO C 6H 5C 6H 5S iO (H 3C )3S iO C H 3C H 3m n
甲基苯基聚硅氧烷是一种低粘度的无色透明液体,稍具有挥发性的液体,C H 3S i C H 3
C H 3
S i S i C H 3C H 3H 3C C H 3C H 3O O n
折射率高,极易与醇和有机成分复配。
其物理性质随分子量变化而不同,中、高苯基含量的甲基苯基聚硅氧烷热稳定性高,并具有优良的耐辐射性,成膜能力强,对皮肤和眼睛的刺激性小,对人体安全。
相对分子质量低的甲基苯基聚硅氧烷不溶于橄榄油、麦芽胚油、羊毛油、蓖麻油、PEG -7椰子油脂肪酸甘油酯、PPG -5十二醇醚和PEG -75羊毛油,溶于油酸油醇酯、油酸葵酯和辛基十二醇。
聚甲基苯基硅氧烷对皮肤渗透性好,用后肤感良好,赋予皮肤柔软度,加深头发颜色,保持自然光泽。
它可与脂肪族和芳香族溶剂及很多常用的化妆品原料,如蜂蜡、羊毛脂、矿物油、石蜡和肉豆蔻酸异丙酯混溶。
因其配制方法简便,聚甲基苯基硅氧烷是膏霜、乳液和防晒产品的常用添加剂,可用作面膜成膜剂、头发调理剂和防晒霜中的耐辐射剂,已成为广泛用于发用及膏霜类化妆品的基质原料。
③ 聚醚改性硅油
聚醚聚硅氧烷共聚物是非离子表面活性剂,俗称水溶性硅油。
它可用作润湿剂、乳化剂、泡沫调节剂、润滑剂、过脂剂和发胶树脂的增塑剂。
在pH1~12之间性能稳定。
聚醚改性硅油的分子结构中有疏
水基团和亲水基团。
所以具有表面活性剂的特性。
被广泛用于聚氨酯泡沫的匀泡剂、化妆品原料塑料添加剂、防雾剂、纤维油剂、织物后整理剂、涂料添加剂、消泡剂及其它领域。
是改性硅油中销量最大的一类非反应性改性硅油。
聚醚改性硅油分子结构,有以下四种基本类型
C H 3S i C H 3C H 3S i S i C H 3(C H 2)3O (C 2H 4)a (C 3H 6O )b R
S iO
C H 3C H 3C H 3
C H 3H 3C O O m n (Ⅰ)
(Ⅱ)
R (O C 3H 6)b (O C 2H 4)a O (C H 2)S iO
C H 3
C H 3S i O C H 3C H 3S i(C H 2)3O (C 2H 4O )a (C 3H 6O )b R C H 3C H 3m
结构(I )聚醚改性硅油为常用品种形式。
结构(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)为聚醚改性硅油的特殊品种。
此外,还有目前已很少使用的硅氧键连接的水溶性聚醚改性硅油。
例如:改变m 、n 、a 、b 值,可以制得不同聚硅氧烷与聚醚组合形式、不同聚醚结构与分子量,不同聚硅氧烷结构与分子量的改性硅油,以适应各种用途。
为保持聚醚改性硅油的表面活性,一般应控制b/(a+b)=0.2~0.8,即b/(a+b)小于0.2时疏水性强,亲水亲油平衡值(HLB 值)小;b/(a+b)大于0.8时亲水性强,HLB 值大。
聚醚链段的平均摩尔质量一般控制在500~5000g ·mol -1,不能充分发挥表面活性作用;而超过5000g ·mol -1则粘度过高,会使分散性变差。
m 与n 的比例也有严格的限制,一般控制在3?1~15?1。
聚醚链段的末端羟基或不同的烷氧基、酰氧基对表面活性也有影响。
从表面活性及使用性能考虑,结构(I )的聚醚改性硅油合适的粘度范围为100~8000mPa ·s (25℃)。
聚醚改性硅油产品中,在n 段连接的聚醚,可以有两种或三种不
同结构及分子长度。
市场上销售的聚醚改性硅油品种较多,一般都向用户提供适用范围及用法。
④ 长链烷基改性硅油
甲基长链烷基硅油,即烷基改性硅油,其分子结构通常有以下三种:
C H 3(C H 2)m S i
C H 3
C H 3O (C H 2)m C H 3S i C H 3C H 3S i C H 3C H 3O p
R (O C 3H 6)b (O C 2H 4)a O (C H 2)3S iO H C H 3
C H 3S i O C H 3C H 3m S i C H 3(C H 2)3O (C 2H 4O )a(C 2H 6O )b R O S i(C H 2)3O (C 2H 4O )a (C 3H 6O )b R C H 3C H 3n (Ⅲ) S i S iO
C H 3C H 3C 3C H 3H 3C O m S i(C H 2)3O (C 2H 4O )a (C 3H 6O )b R C H 3C H 3(Ⅳ) R H
C H 3C 4H 9C O C H 3
S i C H 3
C H 3O O
S i (H 3C )3S i C H 3O (C H 2)m C H 3S i(C H 3)3
p n
S i(C H 2)m C H 3C H 3C H 3C H 3(C H 2)m S i
O C H 3
C H 3S i O C H 3C H 3p
长链烷基的m=0时即为甲基,随着碳原子数的增加,二甲基硅油的特性如耐热性、耐寒性下降,但有机特性发如润滑性、涂饰性、与有机树脂的相容性则增加。
⑤ 环状聚硅氧烷
环状聚硅氧烷的结构式为:
环状聚硅氧烷为无色、无味、无刺激的挥发性液体,光泽性好,有抗水、柔软、干爽的特点,较易乳化(低粘度)。
环状二甲基聚硅氧烷具有适当的挥发速度,其蒸发速率低于水和乙醇,具有良好的分
散性,挥发性;挥发时皮肤无冷的感觉,无残留物,因此,涂布后挥发,仅有效成份残留于皮肤和头发上。
例如,作为油性粉底化妆品的油份,主要使用环状二甲基聚硅氧烷,其添加剂量多达10%~30%,还能代替部分粘合剂。
在气溶胶抑汗剂中,环状聚硅氧烷消除阀门的堵塞,并降低抑汗剂盐类的粘性。
环状二甲基聚硅氧烷用于头发调理剂,有助于降低其他组份的粘性,不沾污和提高光泽的功效。
环状二甲基聚硅氧烷加入含矿物油基质防晒剂中,改善其辅展性和有助于减少粘性,而且也减少凡士林一类的物质对皮肤的油腻感,也能代替一部分矿物油。
环状甲基硅氧烷的特点是兼容性好,气化热低,有较高的挥发性,在常温下有显著的蒸汽压,在挥发时不会给皮肤造成凉湿的感觉,给予皮肤干爽性、柔软的用后感、润滑性很好,容易分散,透气性好,赋有光泽和热稳定性高。
主要有八甲基环四硅氧烷(D 4)和十甲基环五硅氧烷(D5)两种,它们均为无色透明液体,粘度低,具有良好的挥发性、流动性和铺展性及很低的表面张力等特性,O
S i C H 3
C H 3n。