第六章 表面活性剂SAA 43

成了胶束
end
胶束的增溶作用机理 saa在水中形成的胶束可以看作是 “油滴覆盖了极性外衣” 胶束的内部可以溶解非极性物质(a)； 另外，胶束的“队列”中也可以加 入其他物质(b,c,d)
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a
b
c
d
注意：
表面活性剂的增溶作用与乳化作 用是不同的。 从外观看：saa增溶的溶液是透明， 而乳化是不透明的乳状液 通过增溶作用可以是一些在水中 溶解度不大的有效物质做成稳定 的水溶液
十二烷基二 甲基甜菜碱 脂肪醇聚 氧乙烯醚
9
4.注意：在许多化妆品中，表面 活性剂的作用不仅仅是形成乳 化体，而且还有其他的作用。 例如，阳离子SAA还有杀菌消 毒的作用；氧化胺（两性SAA） 还有头发调理，抗静电作用等。
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表面活性剂理论基础
为什么高档的化妆品 手感细腻？ 为什么有的化妆品放久 了会出现油腻？
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常用乳化剂的HLB值
é » È ¯ ¼ Á
¼ ò ´ Ñ Ã « Ö ¬ Ü É Ñ ú ï Î
HLBµ Ö 14 9.6 14.9 14.9 15 16.7 15.6
é » È ¯ ¼ Á Ó Ë Í á ¼ Ø span60 span80 span20 span40 span65 span50
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人参营养霜配方
Ó Ö ² ¬ Ë á ² Ê · ¿ Á Ö ® ° Ê Ë ´ ¼ ¥ Ó µ ² Ö ¬ Ë á ¸ Ê Ó Í õ ¥ Ê Ó ¸ Í ý Ò ´ È ¼ ° · Ë ² È Î Ì á È ¡ Ò º ô Á Õ ó Ë ® ã ¾ Ï « · À ¸ ¯ ¼ Á
4.0 5.0 3.0 10.0 20.0 1.0 5.0 52.0 Ê Á ¿
20
乳状液的形成
搅拌
油
加入 SAA
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水
静置
稳定
水
不稳定
W/O
油
相对稳定
O/W
乳状液的稳定性 对化妆品的品质有着非常重要的影响 1.依据乳状液的类 提高乳状液的稳 型选择乳化剂：通 常要选择在分散相 定性可从下面几 中溶解度适当的 个方面考虑
SAA
乳状液的 稳定性
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2. 选择助乳化剂：分散相要有一定 强度的“界面膜”才能保证乳状液 稳定性。单靠一种SAA是不够的，需 要几种SAA复配
表面活性剂是化妆品中的第二类重 要的组分。表面活性剂在化妆品中称 为“乳化剂”。 乳化剂分子的结构中同时存在亲水 亲油基 亲水基 基团和亲油基团，如：月桂酸阴离子
H 3C
CH 2
3
C
O O-
通常表 示为
油相
水相
水 联和 结油 在之 一间 起能 够
水包油 乳滴
4
搅拌，分散
除了脂肪酸盐阴离子可以做乳化 剂外，化妆品中还会用到各种各样 的乳化剂。 通常分为两大类—离 子型、非离子型
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斯潘是一类亲 油性乳化剂，乳化 效果好、乳状液稳 定，许多油包水型 的膏霜都用它作乳 化剂。
end
SAA在两相中要 有适当的溶解度 良好的表面活性剂：应该在两 相体系中趋集于界面，而不易 留存于界面两侧的体相中。因 此，要求SAA的亲水、亲油结 构有恰当的作用比例。SAA在 任一相中有过大的溶解度，都 是不合适的。
-
2.非离子型表面活性剂
非离子型表面活性剂
分子中不存在可以电离的基团。亲 油基和离子型表面活性剂大致相同， 但亲水基由一定数量的含氧基团 （羟基或聚氧乙烯链）构成。
聚乙二醇型乳化剂 1.脂肪醇聚氧乙烯醚 2.脂肪酸聚氧乙烯酯 多元醇型乳化剂 ( CH CH O )n 1.单羧酸甘油酯 2.失水山梨醇羧酸酯
表面活性剂
表面活性剂在水中的情况
氧化胺
氧化胺在结构上没有明显的酸性基 团和碱性基团 。但它能与阴离子SAA， 阳离子SAA相容。在中性或碱性介质 （pH>7）中呈现非离子特性，在酸性 介质 (pH<3)呈现弱阳离子特性 氧化胺对皮肤无刺激性、手感温和， 有保湿、杀菌作用。乳化、增稠力强， 泡沫稳定。
HLBµ Ö 20 4.7 4.3 8.6 6.7 2.1 1.8
tween61 tween60 tween60 tween80 tween20 tween40
40
乳化各种油相所需HLB值
Í à Ó Ï Ô ­ Á Ï W/OÐ Í ó Î ¿ ï Ó Í 4 ¯ À Ê ¯ Ó Í (° ×Ó Í ) 4 ² Ê · ¿ Á Ö 4 º Ó Ã Í 6~9 â » Ç ¯ Ê ¯ À ¯ * ® Ê ~Ê ® È ý ´ ¼ * ® Á Ê ù ´ ¼ ¡ ¢ ± ½ ® ° Ê Ë ´ ¼ Þ × Ã Ñ Ó Í
25
乳状液的不稳定形式
1.分层——所谓“油水分离”、析油。 用手轻轻搓一下，可以看到细小的油 珠，或有油腻感。 2.变型（转相）——油包水变为水 包油，或者反过来。可能的原因 是脱水、被高价金属离子污染等
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HLB值的意义 乳 状 液
油、脂
乳化剂 水
油和乳化剂如 有各种各样的 有不同的类 何搭配才能恰 型和不同的 结构。其疏水 到好处？有没 水溶型 性不尽相同 有直观的指标？
O H
+
带负电， 能结合酸
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O CH 2 C H2 S
-
H33C 17 C O N
O
带正电， 能结合碱
CH3
O
油酸酰 牛黄酸
牛黄酸型两性表面活性剂对 酸碱稳定，多用于洗发露和泡沫 浴液
3.加入增稠剂：提高分散介质的
粘度，可使分散相（分散离子） 运动受阻，不容易合并为大颗 粒。适当加入增稠剂可以使产 品的感观良好。 想方设法提高乳状液的稳定性， 是化妆品研究的一项重要内容。 因为没有稳定、细腻的乳状液， 再好的有效物质也难于发挥其 最大的作用
Hale Waihona Puke Baidu
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化妆品中SAA的作用
»× ¯ ±Æ · àË ¸ ª éÃ È Û ã² Ï ¨ ¤· » ¢¼ Á ¯× » ±Ë ® ãË Ï ® ã· Ï Û /· Ûµ × À¸ Ñ à ¦Ë Ä ¿ È» é ¯ Ô öÈ Ü · ÖÉ ¢ Ï ´µ Ó Æ ðÅ Ý È ó» ¬ È áÈ í ¹ ¿¾ ²µ ç Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡ Ì ¡
甜菜碱型两性乳化剂
H2C CH2 OH
R N
+
O CH2 C O
—
烷基可以C12~C18
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H2C CH2 OH
烷基羟乙基甜菜碱
浅黄色粘稠液体，无毒，易溶于水， 发泡力，去污力强具有杀菌性和抗静 电性。广泛用于洗发香波、护发素。
牛黄酸型两性乳化剂 牛黄酸，化学名 ：氨基乙磺酸 国外商品名为 Igepon T 国内译名 伊捷邦 T (209洗涤剂)
HLBÖ µ ¶ · Χ ¦ Ó Ó ÃÁ ì Ó ò HLBÖ µ · ¶ Χ ¦ Ó Ó ÃÁ ì Ó ò 1.5~3.0 Ïû Šݼ Á 8~18 O/WÐ Í È é» ¯ Á ¼ 3~6 W/OÐ Í È é» ¯ ¼ Á 13~15 Ï´ µ ÓÁ ¼ 7~9 óÊ È ª Á ¼ 15~18 öÈ Ô Ü¼ Á
end
山梨醇
山梨醇(己六醇)
HO HO HO HO HO OH CH2 CH CH CH CH CH2
1 2 3 4 5 6
32
3-,6-两羟基 之间脱水
HO HO CH2 CH CH
O CH CH CH2 HO HO
失 水 山 梨 醇 end
化妆品化学的重要内容
C18H37－N+(CH3)2－CH3ClC12H25－N+(CH3)2－CH2COO33
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聚乙二醇型乳化剂 此类型乳化 剂 是由环氧乙烷开环加成 反应而得
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环氧 n ＋ 乙烷
长链脂 肪醇 长链脂 肪酸
脂肪醇聚 氧乙烯醚 (平平加) 脂肪酸聚 氧乙烯酯
结 构 式
结 构 式
多元醇 此类型乳化剂 除甘油脂肪 型乳 酸酯外；比较重要的是商品名 化剂 为斯潘(span)的一类乳化剂。 学名叫失水山梨醇脂肪酸酯。结构式 是由山梨醇 (己六醇)与高级脂 肪酸进行酯化反 应而得.在反应的 条件下，发生分 子内脱水成为失 水山梨醇
表面活性剂
皮肤需要补充水分和水溶 性维生素等“食粮”；皮肤表 面又需要油脂形成滋润保护膜。
1
油和水这对互不相 溶的“冤家”，要在化 妆品中“碰头”
那么， 我们就请出一个“和事佬”
———表面活性剂
油
水
2
当两种液体的接触界 面（表面）的张力较大时，表现为 互不混溶(油和水) ！如果将某种物质 加入其中的液体，使得界面的张力 降低，就可以令两种液体的溶解度 增大。这种物质就是表面活性剂。
end
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HLB值的计算
这里介绍两类三种方法
按分子 结构算
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按质量 分数算
多元醇脂肪酸 酯(斯潘系列等) 难测得皂化值脂肪酸 酯（吐温系列等)
1.按分子基团的结构计算
例子
什么是 基团数 2.按亲水-亲油基团的质量分数计算 值？
HLB=∑(亲水基团数值)－∑(亲油基团数值)+7
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(1) 多元醇脂肪酸酯 HLB=20(1-S/A) S:酯的皂化值 A:脂肪酸的酸值
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这些问题可以 在这里有所认识！
思考问题： 水滴在乙醇中和滴在油中，有 何不同？为什么？
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水和乙醇是极性物质，而油是 非（弱）极性物质
要以“相似相容”原理分析 表面活性剂作用
表面活性剂in water
表面活性剂在水中的情况
在油水界 面定向排 列
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油
浓度较大 形成胶束
水
浓度很低
胶束的结构和增溶作用
2
2
7
小结
表面活性剂 (SAA)在化 妆品中是必不可少的组分。
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1.SAA的基本结构—亲水基团、 亲油基团 2. SAA的种类有四种（两大 类），它们的特征&结构。
3.各种不同的SAA代表性物质的 商品名，实际例子
ËÃ × û» òÉ Ì Æ ·Ã û õÀ Ò ë× Ó SAA · ÊÔ í ¡ ¢´ Ï Ò Â· Û ,STPP(È ý¾ ÛÁ ×Ë áÄ Æ) ôÀ Ñ ë× Ó SAA Р½ චøà ð ½Ð Á ÔÀ ë× Ó SAA BS12,Ìð ² Ë¼ î £ ¬Å £» ÆË á ÇÀ · ëÓ ×SAA Æ ½Æ ½¼ Ó£ ¬Ë ¹ Šˣ ¬ AEO
有机物 溶解在 里面
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表面活性剂在水中形成胶束后，能 使难溶于水的物质溶解度显著增大， 而且溶液呈透明状，这种作用称为 “增溶作用”
形成胶束的标志
表面活性剂在水中的浓度从零增大到一 个很窄范围的时候。
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溶液的许多物理性质 （表面张力、渗透压、 究其原因， 导电性等）会发生急 是溶液中形 剧变化。
1. 离 子 型
阴离子型：RCOO-Na+ 羧酸盐型 ROSO3Na 硫酸酯盐型
5
阳离子型: 有机铵盐类化合物
两性离子型：甜菜碱型两性乳化剂
牛黄酸型两性乳化剂 氧化胺
有机铵盐类化合物
CH3 R N
+
CH2
Cl
-
R=C12H25
6
CH3
CH3 R N
+
CH2
CH3
R=C12H25
阳离子表面活性 Br 剂有杀菌作用；能在 头发表面吸附成膜。 主要用途为头发调理 剂、护发剂。
乳 状 液
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水包油型(O/W) 洗面奶等 油包水型(W/O) 人造奶油
乳状液的类型鉴别
乳状液的两种分类是依据分散相和连续 相的相互关系来决定的。可以根据水相 和油相各自的特点进行鉴别
电导法：水和油电导率差别很大，O/W 中连续相是水，能导电，可以测定。 染色法：在乳状液中加入油性染料(苏丹红 Ⅲ),摇匀;如果整个乳状液都是红色为 W/O型,因为该染料在油相中溶解度较大。
(2) 难测得皂化值脂肪酸酯 HLB= (E+P)/5 E:氧化乙烯质量分数% P:多元醇质量分数%
甘油脂
HO-CH-OOCC17 H 35 HO-C-OH HO-CH-OH
单硬脂酸甘油脂
HO-CH-OOC(CH 2)7CH=CH(CH 2)7CH3 HO-CH-OH HO-C-OH
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单油酸甘油脂
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这个直观的指标就是 HLB值
注意：不同的油脂（油相）需 要一定的HLB值的乳化剂
HLB值
HLB（hydrophile-lipophile balance） 是指分子中亲水和亲油两个相反基团 的大小和作用的平衡 乳化剂HLB值表示其对水和对油的相对 吸引作用。 HLB值低表示亲油性强， HLB值高表示亲水性强，其中点为10 左右。 HLB值可以在1~40之间
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乳化在热力学上是不稳定的，而 增溶在热力学上是稳定的
乳化体
化妆品的产品形式(剂 型) 有：乳化体、水溶液、油溶 液、悬浮液、粉剂或固体。 其中，以乳化体和乳状液的形式 最为普遍，深受欢迎。
乳 流体—似水溶液，容易流淌 化 半固体—膏、霜 体 粘稠状液—乳蜜液
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乳状液
两种互不混溶的液相(油相 和水相) ，其中一相以微小粒子分 散在另一相中所形成的体系，称为 乳状液。