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常用增稠剂有哪些
发布时间:2021-11-20 13:44:35
信息摘要:
增稠剂是各类化妆品配方的骨架结构和核心基础,对产品的外观、流变性质、稳定性、肤感等都至关重要。选择常用和具有代表性的不同类型增稠剂,配制成不同浓度水溶液,测试其黏度、PH等理化性质,并采用定量描述分析法对其外观、透明度以及使用时、使用后的多项肤感指标进行感官测试,查找文献对各种类增稠剂进行总结和概括,可为化妆品配方设计提供一定的参考。

       增稠剂是各类化妆品配方的骨架结构和核心基础,对产品的外观、流变性质、稳定性、肤感等都至关重要。选择常用和具有代表性的不同类型增稠剂,配制成不同浓度水溶液,测试其黏度、PH等理化性质,并采用定量描述分析法对其外观、透明度以及使用时、使用后的多项肤感指标进行感官测试,查找文献对各种类增稠剂进行总结和概括,可为化妆品配方设计提供一定的参考。

沐浴乳增稠剂

一、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。


低分子增稠剂

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。

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、omc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。

洗发水增稠剂


二、增稠剂的分类

非离子SAA

1.无机盐
       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

2.脂肪醇和脂肪酸
       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、山嵛醇、月桂酸、C18-36酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、山嵛酸等

3.烷醇酰胺类

       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


4. 醚类
       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

5. 酯类
       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。异硬脂酸酯、PEG-8PPG-3二月桂酸酯、鲸蜡豆蔻酯、鲸蜡棕榈酯、C18—36酸乙二醇酯、季戊四硬脂酸酯、季戊四山嵛酸酯、丙二醇硬脂酸酯、山嵛酯、鲸蜡酯、三山嵛酸甘油酯、三羟基硬脂酸甘油酯等

6.氧化胺
       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

酒精洗手液增稠剂

两性SAA

鲸蜡甜菜碱、椰油氨基羟磺基甜菜碱等


阴离子SAA

油酸钾、硬脂酸钾等

水溶性高分子

1.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

2.聚氧乙烯类
       PEG-n(n=5M、9M、23M、45M、90M、160M)等

3.聚丙烯酸类
       丙烯酸酯/C10-30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
   
4.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

5.无机高分子及其改性物
       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

6.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


表面活性剂类

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,而且单独使用与复配使用其效果也不同,有文章报道了不同烷醇酰胺的增稠及泡沫性能。近来报道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。

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。

3.酯类
       最普通使用的增稠剂是酯类。最近国外又报道了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。

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13.5Pa.s-18Pa.s,而烷基酰胺丙基二甲基氧化胺可使复配物黏度达34Pa.s-49Pa.s,后者加入食盐也不会降低黏度。


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。


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量就能达到所需要的黏稠度,比如一个产品需要表面活性剂增稠剂如椰油二乙醇酰胺的质量分数3.0%,达到同样的效果仅需纤维素聚合物0.5%即可。大部分水溶性高分子化合物在化妆品工业不但用来作增稠剂,而且用来作悬浮剂、分散剂和定型剂等。

6.纤维素类

       纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。纤维素是天然有机物,它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3个羟基,通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般质量分数为1%左右。


7.聚丙烯酸类

       聚丙烯酸类增稠剂自1953年Coodrich公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了,现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1)。聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2种,即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和,使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷,同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果;氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂先与水结合形成水合分子,再与质量分数为10%—20%的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合,使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠效果。不同的pH值、不同的中和剂以及可溶性盐的存在对该增稠体系的黏度有较大影响,pH值小于5时,pH值增大黏度升高;pH值在5-10,黏度几乎不变;但随着pH值继续升高,增稠效率又要下降。一价离子只降低体系的增稠效率,二价或三价离子不但能使体系变稀,而且当含量足够时会产生不溶性沉淀物。


8.天然胶及其改性物

       天然胶主要有胶原蛋白类和聚多糖类,但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类(见表1)。增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构,从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体,但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。它们的增稠效果一般与体系的pH值、温度、浓度和其他溶质的存在有较大关系,这是一类非常有效的增稠剂,一般用量为0.1%-1.0%。


9.无机高分子及其改性物

       无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或—个扩张的格子结构,最有商业用途的两类是蒙脱土和水辉石。其增稠机理是无机高分子在水中分散时,其中的金属离子从晶片往外扩散,随着水合作用的进行,它发生溶胀,到最后片晶完全分离,其结果形成阴离子层状结构片晶和金属离子的透明胶体悬浮液。在这种情况下,片晶带有表面负电荷,它的边角由于出现晶格断裂面而带有少量的正电荷。在稀溶液中,其表面的负电荷比边角的正电荷大,粒子之间发生相互排斥,故不会产生增稠作用。随着电解质的加入和浓度增加,溶液中离子浓度的增加,片晶表面电荷减少。这时,主要的相互作用由片晶间的排斥力转变为片晶表面的负电荷与边角正电荷之间的吸引力,平行的片晶相互垂直地交联在一起形成所谓“纸盒式间格”的结构,引起溶胀产生胶凝从而达到增稠的效果。离子浓度进一步加大又会破坏结构发生絮凝导致降低稠度。这类增稠剂主要用于牙膏、香波、护发素、膏霜、乳液和止汗剂等的增稠。稠度一般随着浓度的增加而迅速增大随后趋于平缓,流变形态为触变性。除具增稠性能外,在体系中还有稳定乳液、悬浮作用。其改性物主要是季铵盐化,改性后具有亲油性,可用于含油量多的体系。


            

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