化妆品用增稠剂

无机高分子 硅酸铝镁、 二氧化硅、 硅酸镁钠、 水合二 氧化硅、 蒙脱 土、 硅酸锂 镁钠、 水辉石、 硬 脂铵 蒙脱土、 硬脂 及其改性物 铵水辉石、 季铵盐 - 90 蒙脱土、 季铵盐 - 18 蒙脱土、 季铵盐 - 18 水辉石等 其他 PVM /MA 癸二烯交联聚合物 ( 聚乙烯 甲基醚 / 丙烯酸 甲酯与 癸二烯 的交联聚 合物 ) 、 PVP ( 聚 乙烯 吡 咯烷酮 ) 等
般情况下几种增稠剂的协调增稠比用单一增稠剂对产 品的最终流变形态有更好的效果。 1 增稠剂分述 能够作为增稠剂的物质很多, 从相对分子质量看
有低分子增稠剂 , 也有高分子增稠剂; 从功能团来看 有电解质类、醇类、酰胺类、羧酸类和酯类等等。下 面按化妆品原料的分类方法对增稠剂进行分类 , 表 1 列出了目前使用的增稠剂。 1 1 低分子增稠剂 1 1 1 无机盐类 用无机盐来做增稠剂的体系一般是表面活性剂水 溶液体系 , 最常用的无机盐增稠剂是氯化钠 , 增稠效 果明显。表面活性剂在水溶液中形成胶束, 电解质的 存在使胶束的缔合数增加 , 导致球形胶束向棒状胶束 转化, 使运动阻力增大, 从而使体系的黏稠度增加。 但当电解质过量时会影响胶束结构 , 降低运动阻力, 从而使体系黏稠度降低 , 这就是所说的 盐析 。因 此电解质加入量一般质量分数为 1 % ~ 2 % , 而且和 其他类型的增稠剂共同作用, 使体系更加稳定。 1 1 2 脂肪醇、脂肪酸类 脂肪醇、 脂肪酸是带极性的有机物 , 有文章把它们 看成为非离子表面活性剂 , 因为它们既有亲油基团 , 又 有亲水基团。少量的该类有机物的存在对表面活性剂 的表面张力、 cmc 及其他性质有显著影响 , 其作用大小 是随碳链加长而增大, 一般来说呈线性变化关系。其 作用原理是脂肪醇、 脂肪酸能插入 ( 参加 ) 表面活性剂 胶团 , 促进胶团的形成, 同时由于该极性有机物与表面
醚类 酯类
氧化胺 两性 SAA 阴离子 SAA 水溶性高分子 纤维素类
纤维素、 纤维素胶、 羧甲基羟乙基 纤维素、 鲸蜡 羟乙基 纤维素、 乙基 纤维素、 羟乙 基纤 维素、 羟丙 基 纤维素、 羟丙基甲基纤维素、 甲基纤维素、 羧甲基纤维素等
聚氧乙烯类 PEG- n( n = 5M、 9M、 23M、 45M 、 90M 、 160M) 等 聚丙烯酸类 丙烯酸酯 / C 10~ 30烷基丙烯酸酯交联聚合物、 丙烯酸酯 / 十 六烷基乙氧 基 ( 20) 衣康酸 酯共聚 物、 丙烯 酸酯 / 十六烷基乙氧基 ( 20) 甲基丙烯酸酯共聚物、 丙烯 酸酯/ 十四烷基乙氧基 ( 25) 丙烯酸 酯共聚物、 丙烯酸酯 / 十八烷基乙氧基 ( 20) 衣康酸酯共聚物、 丙烯酯 酯/ 十八烷 基乙氧 基 ( 20) 甲基丙 烯酸酯 共 聚物、 丙烯酸酯 / 十八烷 基乙 氧基 ( 50) 丙烯 酸 酯共 聚物、 丙烯 酸酯 / VA 交联 聚 合物、 PAA ( 聚 丙 烯 酸) 、 丙烯酸钠 / 乙烯异癸酸酯交联聚合物、 Carbomer( 聚丙烯酸 ) 及其钠盐等 天然胶及 其改性物 海藻酸及其 ( 铵、 钙、 钾 ) 盐、 果胶、 透明质酸钠、 瓜尔胶、 阳离子瓜 尔胶、 羟丙 基瓜尔胶、 黄蓍胶、 鹿角 菜胶及其 ( 钙、 钠 ) 盐、 汉生胶、 菌核胶等
1 1 4 表面活性剂类 1 1 4 1 烷醇酰胺类 最常用的是椰油二乙醇酰胺。烷醇酰胺能与电解 质相容共同进行增稠并且能达到最佳效果。烷醇酰胺 增稠的机理是与阴离子表面活性剂胶束相互作用 , 形 成非牛顿流体。各种不同的烷醇酰胺在性能上有很大
差异[ 1] , 而且单独使用与复配使用其效果也不同 [ 2] , 有文章[ 3] 报道了不同烷醇酰胺的增稠及泡沫性能。近 来报道[ 4] 烷醇酰胺制成化妆品时有产生致癌物质亚硝 胺的潜在危害。烷醇酰胺的杂质中有游离胺 , 它是亚 硝胺的潜在来源。目前个人护理品工业对是否在化妆 品中禁用烷醇酰胺还没有官方意见 [ 5] 。 45
收稿日期 : 2002- 02- 04; 修回日期 : 2002- 08- 21 作者简介 : 刘 义 ( 1974- ) , 男 , 江西人 , 工学硕士 , 联系电话 : ( 020) 82305694- 6316。
44
第 1期
刘
义等 : 化妆品用增稠剂
专论与综述
活性剂的分子间有强烈的相互作用 ( 碳氢链间的疏水 作用加极性头间的氢键结合) , 使两分子在表面上定向
配方师在进行配方设计时通常要考虑配方最终产 品的流变形态, 适当的流变形态能给产品带来美感, 便于使用和生产 , 对配方的稳定性也有一定的影响。 有些产品的流变形态甚至对产品的使用起很大作用, 比如牙膏 , 要求产品的触变性好, 因为在挤出时要求 保持较好的形态 , 在刷牙时要求牙膏在外力作用下能 够迅速变稀分散开来。流体的流变形态分为牛顿流体 和非牛顿流体, 牛顿流体为剪切应力与剪切速率成正 比的流体 ; 非牛顿流体又有假塑性流体、塑性流体和 胀流体。假塑性流体和塑性流体都属于剪切变稀的流 体, 但塑性流体具有屈服值。胀流体属于剪切变稠的 流体。要调节产品的流变形态 , 配方师是在配方中加 入增稠剂达到目的。增稠剂简单地说就是提高配方产 品黏度或稠度的一类物质 , 增稠剂加入量不大, 但是 能够大幅提高产品的黏度或稠度。配方师在选择增稠 剂时需要考虑的因素较多 : 配方主体是选择增稠剂的 首要考虑因素, 什么样的体系决定采用什么样的增稠 剂; 其次是产品形态 , 产品形态要求不同类型的增稠 剂, 有些要求牛顿流体, 有些要求塑性流体 , 根据不 同的需要采用不同的增稠剂; 在最终产品中增稠剂的 比例、配方的成本也是增稠剂选择的重要因素 , 如果 配方的成本让生产商和消费者都难于承受 , 那么这配 方是没有应用价值的, 平衡增稠剂的效果及其成本是 非常重要的。另外配方的理化指标也是选择增稠剂必 须考虑的 , 比如配方的稳定性、 泡沫等, 这些都是配方 所关注的一些重要指标 , 有些增稠剂虽然增稠效果理 想, 但稳定性差或是消泡太厉害也是没有价值的。一
椰油二乙醇酰胺、 椰油单乙醇酰胺、 椰油单异丙 醇酰胺、 椰油酰 胺、 月 桂酰 - 亚 油酰二乙醇 酰胺、 月 桂酰 - 豆蔻酰二乙醇酰胺、 异硬脂二 乙醇酰 胺、 亚 油二乙 醇酰胺、 豆蔻 二乙醇 酰胺、 豆蔻单 乙醇 酰 胺、 油二乙醇酰胺、 棕榈单乙醇酰 胺、 蓖 麻油单 乙醇酰 胺、 芝 麻二乙 醇酰胺、 大豆 二乙 醇酰胺、 硬脂 二乙醇酰胺、 硬脂单乙醇酰胺、 硬脂单乙醇酰胺硬脂酸酯 、 硬脂 酰胺、 牛脂单乙 醇酰胺、 小麦胚芽 二 乙醇酰胺、 PEG( 聚乙二醇 ) - 3 月桂酰胺、 PEG- 4 油酰胺、 PEG- 50 牛脂酰胺等 鲸蜡醇聚氧乙烯 ( 3) 醚、 异鲸蜡醇聚氧乙烯 ( 10) 醚、 月桂醇聚氧乙烯 ( 3) 醚、 月桂醇 聚氧乙烯 ( 10) 醚、 Poloxamer- n ( 乙氧基化聚 氧丙烯醚 ) ( n = 105 、 124、 185、 237 、 238、 338、 407) 等 PEG- 80 甘油基牛油酯、 PEC- 8PPG( 聚丙 二醇 ) - 3 二异 硬脂 酸酯、 PEG - 200 氢 化甘 油基 棕榈 酸 酯、 PEG- n( n = 6、 8、 12) 蜂蜡、 PEG - 4 异硬脂 酸酯、 PEG- n( n = 3、 4、 8、 150) 二硬 脂酸 酯、 PEG- 18 甘油基油酸酯 / 椰油酸酯、 PEG- 8 二油酸酯、 PEG- 200 甘 油基硬脂酸 酯、 PEG - n( n = 28、 200) 甘 油 基牛油酯、 PEG- 7 氢化蓖麻油、 PEG- 40 霍霍巴油、 PEG- 2 月桂酸酯、 PEG- 120 甲 基葡萄糖二油酸 酯、 PEG- 150 季戊四硬脂酸酯、 PEG- 55 丙二醇油 酸酯、 PEG- 160 山梨聚糖三异硬脂酸 酯、 PEG - n ( n = 8、 75、 100) 硬脂酸酯、 PEG- 150/ 癸 基 / SMDI 共聚物 ( 聚 乙二醇 - 150/ 癸基 / 甲基 丙烯酸 酯共 聚 物) 、 PEG- 150/ 硬脂基 / SMDI 共聚物、 PEG- 90 二 异硬脂 酸酯、 PEG- 8PPG- 3 二 月桂 酸酯、 鲸蜡 豆 丙 二醇 硬脂 酸酯、 山 蔻酯、 鲸蜡棕 榈酯、 C18~ 36酸乙 二醇 酯、 季戊 四硬 脂酸 酯、 季戊 四山 酸 酯、 酯、 鲸蜡酯、 三山 酸甘油酯、 三羟基硬脂酸甘油酯等 肉豆蔻氧化胺、 异硬脂氨基丙基氧化 胺、 椰 油氨基 丙基氧 化胺、 小麦胚 芽氨基 丙基氧 化胺、 大豆 氨 基丙基氧化胺、 PEG- 3 月桂氧化胺等 鲸蜡甜菜碱、 椰油氨基羟磺基甜菜碱等 油酸钾、 硬脂酸钾等
第 33 卷第 1 期 2003 年 2 月
日用化学工业
China Surfactant Detergent & Cosmetics
Vo1 33 No 1 Feb 2003
化妆品用增稠剂
刘 义1 , 高 俊2
广州 510660; 广州 510095) ( 1 广州市浪奇实业股份有限公司 , 广东 2 汽巴精化 ( 中国 ) 有限公司 广 州公司 , 广东
排列得很紧密, 大大改变了表面活性剂胶束性质, 达到 增稠的效果。
表 1 增稠剂的分类 Tab 1 Classification of thickeners 类别 无机盐 脂肪醇和 脂肪酸 非离子 SAA 烷醇酰 胺类 主要物质 氯化钠、 氯化钾、 氯化铵、 单乙醇胺氯化物、 二乙醇胺氯化 物、 硫 酸钠、 磷酸钠、 磷酸二 钠和三磷酸 五 钠等 月桂醇、 肉豆蔻醇、 C12~ 15醇、 C12~ 16醇、 癸醇、 己醇、 辛醇、 鲸蜡 醇、 硬脂醇、 山 亚油酸、 亚麻酸、 肉豆蔻酸、 硬脂酸、 山 酸等 醇、 月 桂酸、 C18~ 36酸、
专论与综述
日
用
化
学
工
业
第 33 卷
1 1 4 2 醚类 在以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐 ( AES) 为主活性 物的配方中 , 一般仅用无机盐即能调成合适的黏度。 研究表明这是由于 AES 中含有未硫酸化的脂肪醇乙 氧基化物 , 对表面活性剂溶液的增稠作出了显著的贡 献。深入研究发现: 对平均乙氧基化度 约为 3EO 或 10EO 时起最佳作用。另外脂肪醇乙氧基化物的增稠 效果与其产物中所含未反应的醇及同系物的分布宽窄 有很大关系。同 系物的分布较宽时产品 增稠效果较 差, 愈是窄的同系物分布 , 可得到愈大的增稠效果。 1 1 4 3 酯类 最普通使用的增稠剂是酯类。最近国外又报道[ 6] 了 PEG- 8PPG- 3 二异硬脂酸酯、 PEG- 90 二异硬脂 酸酯和 PEG- 8PPG- 3 二月桂酸酯。这类增稠剂属于 非离子增稠剂, 主要用于表面活性剂水溶液体系中。 这类增稠剂不容易水解 , 在宽的 pH 和温度范围内黏 度稳定。目前最常用的是 PEG- 150 二硬脂酸酯。用 来作为增稠剂的酯类 , 一般相对分子质量都较大 , 因 此具有一些高分子化合物的性能。增稠机理是由于在 水相中形成三维水化网络 , 从而将表面活性剂胶束包 含进去造成的。此类化合物除了在化妆品中用作增稠 剂外 , 还可以作为润肤剂和保湿剂。 1 1 4 4 氧化胺 氧化胺是一种有极性的非离子表面活性剂, 其特 征表现为 : 在水溶液中, 由于溶液的 pH 值的不同, 它显示出非离子性, 也可以显示强离子性质。在中性 或碱性条件下, 即 pH 大于或等于 7 时, 氧化胺在水 溶液中以不电离的水化物存在 , 显示非离子性。在酸 性溶液中, 它显示弱的阳离子性, 当溶液 pH 小于 3 时, 氧化胺的阳离子性尤为明显, 因此它可以在不同 的条件下与阳离子、阴离子、非离子和两性离子等表 面活性剂很好配伍并显示协同效应。氧化胺是有效的 增稠剂, 当 pH 为 6 4~ 7 5 时, 烷基二甲基氧化胺可 使复配物黏度达 13 5 Pa s~ 18 Pa s, 而烷基酰胺丙 基二甲基氧化胺可使复配物黏度达 34 Pa s~ 49 Pa s, 后者加入食盐也不会降低黏度。 1 1 4 5 其他 少数甜菜碱和皂类也能作增稠剂 ( 见表 1) , 其 增稠机理和其他小分子的作用类似 , 都是通过与表面 活性胶束相互作用达到增稠的效果。皂类可用于棒状 化妆品中的增稠 , 甜菜碱主要用于表面活性剂水体系 中。 1 2 水溶性高分子增稠剂 许多高分子增稠剂增稠的体系不受溶液的 pH 值 或电解质浓度的影响。另外, 高分子增稠剂需较少的 46
摘要 : 综 述了使用于化妆品的增稠剂 : 无机盐类、表面活性剂 类、水溶性高 分子类和脂 肪醇脂肪 酸类等 共源自文库200 多种。增稠剂通过与表面活性剂 形成棒状 胶束、与 水作用形 成三维 水化网 络结构、或 利用自 身的大 分 子长链结构等使体系达到增稠的目的。详细介绍了增稠 剂的配伍性 能、使用范围、影 响因素和 增稠机理 分 类。在产品配方开 发过程中根据配方的 pH 值、稳定性、刺 激性、泡沫、配方成 本、是否透明、流 变形态、 外观颜色、电解质稳定性和法规等方面的要求综合进行 考虑 , 才能有 效地选用恰 当的增稠剂。 只有不断 在 实际中总结经验 , 才能真正懂得如何有效地选用增稠剂。 关键词 : 化妆品 ; 增稠剂 ; 水溶性高分子 ; 表面活性剂 中图分类号 : TQ658 文献标识码 : A 文章编号 : 1001- 1803( 2003) 01- 0044- 05