关于牙膏全山梨醇配方稳定性探讨

全山梨醇牙膏配方稳定性机理探讨

许海燕熊秋林夏美莲杨莉卢孟文

（诚志股份草珊瑚分公司，江西南昌，330038）

摘要：理论分析全山梨醇CaCO3型牙膏稳定性差的机理,进一步探讨解决问题的途径，选择最经济合理的途径。关键词：山梨醇 CaCO3 CMC 稳定胶体解聚吸附浓度

一、前言

作为一个胶溶体和悬浮体，牙膏配方组成

一般为粘合剂、磨擦剂、保湿剂、发泡剂、香

料等。常用的保湿剂有甘油、山梨醇、二甘醇、

丙二醇，常用的磨擦剂有CaCO

3、SiO

2

、

CaHPO

4·2H

2

O等，用量较大的粘合剂是羧甲基

纤维素（CMC）。在整个牙膏配方中，保湿剂的

成本占总成本的30%左右，所以选择一个配伍性好且价格便宜的保湿剂对牙膏生产具有现实意义。目前很多厂家在用山梨醇作保湿剂时，大多数采用复配粘合剂或者添加PEG系列来稳定配方，成本仍很高，关键是找到全山梨

醇CaCO

3

型牙膏稳定性差的原因，为配方调试提供思路。

二、配方调试

选择一个经过多次基础实验和生产实践的牙膏配方进行保湿剂替换，观察稳定性。配方一是一个采用干法制膏工艺生产的成熟配方，配方二是将二元复合保湿剂替换为全山梨醇保湿剂，结果表明，配方二稳定性极差。（见表一）

可见，两个配方由于保湿剂的不同，导致配方稳定性出现很大差异，是否与山梨醇的吸湿性略低相关呢？配方三对山梨醇的用量进行了调整，但牙膏仍有分水现象，表明加大山梨醇的用量对配方稳定性没有帮助。从满足保湿性能来说，配方二中的保湿剂用量是可行的，那么是什么原因造成配方三的不稳定？

三、原因分析

一方面，作为一个聚合物，羧甲基纤维素

CMC分子在胶体溶液中趋向达到最有利自由能状态的构型存在，如果它和周围溶剂间的作用力强，聚合物将倾向于膨胀，也就是说聚合物在良性溶剂中它是膨胀的，在不良溶剂中聚合物分子采取较皱缩的构型。牙膏体系中，CMC 溶解实际上是解聚，解聚程度与配方中良性溶剂有密切关系，含有丙二醇和山梨醇水溶液的二元溶剂体系对于CMC来说是良性溶剂体系，CMC易于解聚并达到一个溶解平衡点；全山梨醇作保湿剂的牙膏溶胶使CMC不会完全解聚，所以CMC在配方一中达到的平衡状态，由于丙二醇的去除而变得不平衡，CMC构架没有充分展开，牙膏中的悬浮物、水分、香料都将沉降、分离出来，所以配方二出现马上分水的现象。

另一方面，在牙膏胶溶体系中，聚合物的另一重要性质是倾向于吸附在界面上，这种吸附作用又是和表面活性剂联系在一起的，CMC

分子首先吸附表面活性剂K

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分子，溶胶体系表现为表面张力下降，当吸附达到饱和时，未被吸附的表面活性剂浓度达到胶团形成所需浓度，此后不断形成胶团，溶液表面张力不再发生明显变化，聚合物-表面活性剂分子吸附在界面上，分子间的混合和弹性的相互作用达

到平衡，也就是说聚合物-表面活性剂络合物形成时需要一个最低的表面活性剂浓度，在该浓度以上时，配方中的疏水物质（油溶色素、

香料等）方可被加溶。CMC-K

12

分散溶解在二元复合保湿剂中与分散溶解在山梨醇中，所形成的临界胶束浓度是不一样的，在含复合保湿剂的配方中能被加溶的物质，在全山梨醇配方中未必能被加溶，这也是配方二失败的另一重要原因，将配方二中的香精去除后，我们发现，该配方做成的小样牙膏稳定性良好。

同样，在胶溶体系中，无机盐的加入可以增加疏水作用，并且屏蔽一个阴离子表面活性

剂K

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胶团内端基的排斥作用，可适当降低表面活性剂溶液的临界胶束浓度，香精易于被加溶，不会游离并破坏体系稳定。

四、配方稳定的途径

综上所述，全山梨醇配方不稳定的原因有两个，一个是不良溶剂对CMC构架的影响，另

一个是CMC-K

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络合物在全山梨醇中的临界胶束浓度上升，如果这两个原因成立，那么要稳

定一个全山梨醇的CaCO

3

型牙膏配方，就必须重新调试配方的胶溶体系平衡。若是添加增溶PEG系列、RH40（见表二中的配方四、五），

或者添加水溶性无机盐（见表二中的配方六、

七），帮助CMC的分散和溶解，全山梨醇体系

的CaCO

3

型牙膏同样可以稳定。当然，不同粘合剂对溶剂的适应性是不同的，在此探讨的是用CMC做粘合剂的情况，如果采用复配粘合剂或改良粘合剂的方法也可以稳定全山梨醇

CaCO

3

型牙膏配方。比如用水溶性较好的聚合物羟丙基瓜尔胶全代CMC，配方也很稳定（见表二中的配方八）。实验证明，加增溶剂、无机盐加溶或用复配粘合剂这三种办法都是行之有效的。最值得关注的是加水溶性无机盐的途径，配方中组分简单、结构稳定，是成本最

低的全山梨醇CaCO

3

型牙膏配方，具有推广应用的价值。

采用山梨醇作为保湿剂的CaCO

3

型牙膏，还要注意体系PH值的控制，添加缓冲剂将PH 稳定在一定范围内非常必要。经过长期观察，全山梨醇牙膏对铝管的腐蚀方面较其他保湿剂生产的牙膏更严重，这主要是由于山梨醇中存在少量镍离子引起的，可以采用添加缓蚀剂的办法解决，不过目前国内大多数牙膏都已采用铝塑复合管灌装，这一问题基本可忽略。

总之，在全山梨醇牙膏配方调试上，的确有许多必须注意的事项，笔者仅是对研发中发现的一些问题进行浅显的分析，旨在抛砖引玉，希望各位同仁进一步探讨论证。