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表面活性劑在化妝品中的應用

隨著表面活性劑的開發和應用研究的不斷深入,其應用范圍也日益擴大。目前,表面活性劑已成為洗滌用品的主要成分,同時在化妝品中也有著多種重要應用,如在化妝品中起乳化、分散、增溶、發泡和洗凈等作用。

    1)乳化作用

使非水溶性物質在水中呈均勻乳化而形成乳狀液的現象稱為乳化作用。乳化劑在化妝品中主要用于生產膏霜和乳液。常見的粉質雪花膏和中性雪花膏都是0/W型乳狀液,可用陰離子型乳化劑脂肪酸皂(肥皂)乳化,用肥皂乳化制取油分少的乳狀液較容易,而且肥皂的膠凝作用可使其具有較大黏度。對于含大量油相的冷霜,乳狀液多屬w/O型,可選用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。目前應用最廣的是非離子型乳化劑,其原因是非離子型乳化劑安全、刺激性低。有名的失水山梨醇脂肪酸酯(司盤)及其環氧乙烷加成物(吐溫)便是良好的復合非離子型乳化劑,司盤親油,吐溫親水,兩者混合應用于O/W型乳液中,可形成穩定性好、親膚性高的乳狀液。

2)增溶作用

    使微溶性或不溶性物質增大溶解度的現象稱為增溶作用。將表面活性劑加于水中時,水的表面張力開始會急劇下降,繼而形成表面活性劑分子聚集的膠束。形成膠束時所用表面活性劑的濃度稱為臨界膠束濃度。當表面活性劑的濃度達到臨界膠束濃度時,膠束能把油或固體微粒吸聚在親油基的一端,因此可增大微溶物或不溶物的溶解度。

    在化妝品中增溶劑主要用于化妝水、生發油、生發養發劑的生產。用作增溶劑的表面活性劑應具有高的親水性,HLB>15,如聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯一聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯等。

    化妝品中油性成分,如香料、油脂以及油溶性維生素,由于在結構和極性上的不同,增溶形成亦不同,故必須選用適宜的表面活性劑做增溶劑。如化妝水的增溶對象是香料、油分和藥劑等,因而可用烷基聚氧乙烯醚來增溶。而烷基酚聚氧乙烯醚(OP類、TX類)雖然增溶能力強,但對眼睛有刺激,一般不使用。此外,蓖麻油基的兩性衍生物對香料油和植物油具有優良的溶解性,且這類表面活性劑對眼睛無刺激,適用于制備無刺激香波等化妝品。

    3)分散作用

    使非水溶性物質在水中形成微粒且呈均勻分散狀態的現象稱為分散作用?;瘖y品的分散系統包括粉體、溶劑及分散劑3部分。粉體可分為無機顏料(如滑石、云母、二氧化鈦和碳黑等)和有機顏料(如酞青藍等)兩類,主要是使化妝品具有好的色調,能遮蓋底色,有良好的使用感和防曬功效;溶劑則分為水系和非水系兩類;作為媒介的分散劑又有親水性(適用于水系)和親油性(適用于非水系)兩類。因此系統有多種組合方式。

    用于分散劑的表面活性劑很多既是乳化劑又是分散劑,如脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸鹽、烷基醚羧酸鹽和烷基磺酸鹽等,它們都有很好的分散性能。為使粉體在液體中充分分散,必須使液體能很好地潤濕粉體的表面。因此,在選擇表面活性劑時,首先要考慮粉體表面與分散介質的HLB。通常在水基體系中使用親油性粉體時,應主要使用親水性表面活性劑。

    4)清潔作用

    作為清潔用的個人用品主要有香波、沐浴露和洗面奶等。除了要求具有清潔、發泡和潤濕功能外,目前主要考慮的是對皮膚的溫和性,這就要求表面活性劑不損傷表皮細胞,不對皮膚的蛋白質發生作用,不滲透或少滲透到皮膚中去,使皮膚油脂及皮膚本身保持正常狀態。

    陰離子型表面活性劑用于清洗已有很久的歷史。肥皂的去污能力是其他洗滌劑難以比擬的。十二烷基硫酸鈉是清洗系列化妝品中常用的原料,它能使皮膚達到良好的清潔效果。兩性型表面活性劑咪唑啉、椰油酰胺基丙基甜菜堿和氨基酸類均是溫和的清潔用表面活性劑,而且是配制高檔洗面產品、護發香波及嬰兒香波等不可缺少的組分。

    5)柔軟和抗靜電作用

    護發素、潤發一類的頭發調理產品中,陽離子表面活性劑是主要的調理劑,它有很好的柔軟和抗靜電能力,在毛發柔順調理劑中起著獨特的作用。最普遍應用的陽離子表面活性劑是單烷基及雙烷基季銨鹽類,即C16~18單烷基銨鹽、雙C16~18烷基季銨鹽及烷基芐基季銨鹽。不對稱的牛油基、辛基二甲基季銨鹽以及3一鯨蠟基甲基銨鹽,這類季銨鹽對頭發干梳、濕梳和去黏性效果很好。最近引人注目的是從羊毛脂肪酸中衍生出來的季銨鹽類,它的刺激性小,兼具了羊毛脂的保水性能、潤濕性能及陽離子型表面活性劑的特點,能賦予頭發濕潤和柔軟等獨特的觸感。

    6)潤濕和滲透作用

    作為化妝品,不僅要有美容功效,使用起來還應有舒適柔和的感覺,這些都離不開表面活性劑的潤濕作用。在這方面生物表面活性劑取得了顯著的成果。磷脂作為生物細胞的重要成分,在細胞代謝和細胞膜滲透|生調節中起著重要的作用,對人體肌膚有很好的保濕性和滲透性?;碧侵惿锉砻婊钚詣ζつw有奇特的親和性,可使皮膚具有柔軟和濕潤的膚感。采用生化合成等方法制備出相應的生化活性物質和維生素衍生物、酶制劑、細胞生長因子(EGF、DFGF)、膠原蛋白、彈性蛋白、神經酰胺和透明質酸等,這些物質用于化妝品中可滲透進皮膚,參與皮膚細胞組織的代謝,改變皮膚組織結構等,從而達到防皺、抗衰老和增白的效果。

化妝品用表面活性劑的發展趨勢

    21世紀化妝品工業將通過融合近代多學科的高新科技成果,提高化妝品的安全性、功效性和環保性,開發新的化妝品原料,采用綠色環保型的表面活性劑,這些都是化妝品研究的熱點。另外,生物化學的活性物質在化妝品中也已被廣泛應用。

    1)生物表面活性劑

    生物表面活性劑是20世紀70年代后期國際生物工程領域中發展起來的一個新課題。生物表面活性劑以其生產原料來源廣、價廉、表面活性高、乳化能力強、起泡性好、無毒、環境友好、能被生物完全降解、生物相容性好、不致敏和可消化等優點而備受人們的青睞。

    2)烷基糖苷

烷基糖苷(簡稱APG)是一種以脂肪醇和葡萄糖等可再生性植物為原料合成的非離子表面涪陛劑,現已成為性能優越的新一代非離子表面活性劑的代表。從結構上來看,APG是一種集非離子和陰離子兩類表面活性劑的特性于一身的新型表面活性劑。APG不僅表面活性高,泡沫豐富而穩定,去污力強,而且無毒,無刺激性,與皮膚的相容性好,生物降解快而徹底,與其他表面活性劑的相容性好,復配具有協同增效作用以及對頭發具有調理和發型保持效應等。APG在安全性和環境相容性方面都具有許多卓越的性能。

3)殼聚糖

    殼聚糖(Chitosan,學名聚脫乙酰氨基葡萄糖)是甲殼質經脫乙?;玫降囊环N天然陽離子多糖,是一種資源豐富、價格低廉的天然高分子化合物。殼聚糖可溶于稀酸,高度脫乙?;a物可溶于水,分子中的多個氨基和羥基等活性基團經化學修飾可表現出新的性能。殼聚糖具有良好的抗菌|生、抑菌性、表面活性、吸濕和保濕性、成膜性和絮凝性等特性。由于殼聚糖是自然界中少見的帶正電荷的高分子聚合物,從而在許多領域內具有獨特的功能。這類多糖具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌等優異性能,在化妝品中具有與乳化劑很好的復配性和穩定性。用于美發產品能保持頭發的光澤、柔軟、易梳理和抗靜電性;用于護膚美容產品能使皮膚具有良好的調理陛能,廣泛應用于化妝品、醫藥、食品、化工和環保等行業,素有萬能多糖的美譽。殼聚糖、殼聚糖衍生物以及低聚殼聚糖都可用于各種化妝品中。殼聚糖用于化妝品將成為今后化妝品行業的一個新趨勢,其優異的保濕性、抗菌眭和生理活性以及優良的配伍性都將使其在化妝品中有著廣泛的應用前景。

    4)蔗糖脂肪酸酯

    蔗糖脂肪酸酯是用C12~22脂肪酸和蔗糖作用生成的酯,是一種安全、無毒、無污染,并可l00%生物降解的非離子表面活性劑。蔗糖脂肪酸酯無毒、無臭、不刺激皮膚與黏膜,且易生物降解。通過控制蔗糖脂肪酸酯中脂肪酸殘基的碳數和酯化度,或者把不同酯化度的蔗糖酯進行混配,即可獲得大范圍HLB的系列產品,這使它既可成為0/W型又可成為W/0型表面活性劑。蔗糖脂肪酸酯具有乳化、增溶和起泡等多種性能。國外從20世紀60年代就已將其廣泛應用于日化、食品和醫藥等行業,而國內關于蔗糖脂肪酸酯的研究還存在許多問題,所以應積極采取措施開發多元化產品,穩定制造工藝,進行更深入地理論研究,以拓寬蔗糖脂肪酸酯的應用領域。

    5)卵磷脂

    卵磷脂是一種天然生物表面活性劑,被譽為“腦黃金”,不少研究者稱之為“21世紀最偉大的保健食品”。磷脂類表面活性劑有表面活性,又有生物活性,是特種表面活性劑,其應用領域已延伸到食品、醫藥、化妝品和多種工業助劑中。卵磷脂在化妝品中能起到活化皮膚、保持皮膚濕潤和防止皮膚干燥等作用。同時卵磷脂還可以提高化妝品的分散性和起泡性,用于頭發潤滑劑可使頭發光亮、潤澤和柔軟。

    6)特種表面活性劑

    特種表面活性劑是指含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性劑。有機硅表面活性劑具有低毒性、氧化穩定性和熱穩定性、潤滑性、抗靜電性、消泡性和穩泡性、剝離性好以及生理隋性等優點,并有很強的降低表面張力的性能,是表面活性劑中一類具有特殊功能的品種。有機硅用在化妝品中能增加皮膚的潤滑感和抗水性,增加產品的光澤。有機硅表面活性劑具有很高的生理惰性,用于化妝品時具有較高的安全|生。在化妝品中,硅氧烷表面活性劑以其滑爽、柔軟、光澤和飄逸等優異性能得到了廣大消費者的喜愛。

    表面活性劑在全球穩步增長的趨勢為化妝品工業的發展和壯大提供了良好的外部環境,對產品結構、品種、性能與技術上的要求也越來越高。因此要系統開發安全、溫和、易生物降解和具有特殊作用的表面活性劑,為新產品的開發和應用提供理論基礎。要重點開發糖苷類表面活性劑,可開發多種多元醇類和醇類表面活性劑;系統研究開發大豆磷脂類表面活性劑;開發蔗糖脂肪酸酯系列產品,加強復配技術的研究,開拓已有產品的應用范圍。表面活性劑作為化妝品中的最重要成分,在開發應用上應大力采用天然原料,盡量避免使用對皮膚有刺激性的成分,以減少化學成分給人體帶來的多種危害。相信綠色、環保型表面活性劑的開發將大大促進功能性化妝品的開發。

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