增稠劑是各類化妝品配方的骨架結(jié)構(gòu)和核心基礎(chǔ),對產(chǎn)品的外觀、流變性質(zhì)、穩(wěn)定性、膚感等都至關(guān)重要。選擇常用和具有代表性的不同類型增稠劑,配制成不同濃度水溶液,測試其黏度、PH等理化性質(zhì),并采用定量描述分析法對其外觀、透明度以及使用時、使用后的多項膚感指標進行感官測試,查找文獻對各種類增稠劑進行總結(jié)和概括,可為化妝品配方設(shè)計提供一定的參考。
一、增稠劑分述
低分子增稠劑
非離子SAA
椰油二乙醇酰胺、椰油單乙醇酰胺、椰油單異丙醇酰胺、椰油酰胺、月桂酰-亞油酰二乙醇酰胺、月桂酰-豆蔻酰二乙醇酰胺、異硬脂二乙醇酰胺、亞油二乙醇酰胺、豆蔻二乙醇酰胺、豆蔻單乙醇酰胺、油二乙醇酰胺、棕櫚單乙醇酰胺、蓖麻油單乙醇酰胺、芝麻二乙醇酰胺、大豆二乙醇酰胺、硬脂二乙醇酰胺、硬脂單乙醇酰胺、硬脂單乙醇酰胺硬脂酸酯、硬脂酰胺、牛脂單乙醇酰胺、小麥胚芽二乙醇酰胺、PEG(聚乙二醇)-3月桂酰胺、PEG-4油酰胺、PEG-50牛脂酰胺等
兩性SAA
鯨蠟甜菜堿、椰油氨基羥磺基甜菜堿等
陰離子SAA
水溶性高分子
PVM/MA癸二烯交聯(lián)聚合物(聚乙烯甲基醚/丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯(lián)聚合物)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)等
表面活性劑類
1.烷醇酰胺類氧化胺是一種有極性的非離子表面活性劑,其特征表現(xiàn)為:在水溶液中,由于溶液的pH值的不同,它顯示出非離子性,也可以顯示強離子性質(zhì)。在中性或堿性條件下,即pH大于或等于7時,氧化胺在水溶液中以不電離的水化物存在,顯示非離子性。在酸性溶液中,它顯示弱的陽離子性,當溶液pH小于3時,氧化胺的陽離子性尤為明顯,因此它可以在不同的條件下與陽離子、陰離子、非離子和兩性離子等表面活性劑很好配伍并顯示協(xié)同效應(yīng)。氧化胺是有效的增稠劑,當pH為6.4-7.5時,烷基二甲基氧化胺可使復(fù)配物黏度達13.5Pa.s-18Pa.s,而烷基酰胺丙基二甲基氧化胺可使復(fù)配物黏度達34Pa.s-49Pa.s,后者加入食鹽也不會降低黏度。
水溶性高分子增稠劑
纖維素類在水基體系中是一類非常有效的增稠劑,廣泛應(yīng)用于化妝品的各種領(lǐng)域。纖維素是天然有機物,它含有重復(fù)的葡萄糖苷單元,每個葡萄糖苷單元含有3個羥基,通過這些羥基可以形成各種各樣的衍生物。纖維素類增稠劑通過水合膨脹的長鏈而增稠,纖維素增稠的體系表現(xiàn)明顯的假塑性流變形態(tài)。使用量一般質(zhì)量分數(shù)為1%左右。
7.聚丙烯酸類
聚丙烯酸類增稠劑自1953年Coodrich公司將Carbomer934引入市場至今已有40年的歷史了,現(xiàn)在這系列增稠劑已經(jīng)有了更多的選擇(見表1)。聚丙烯酸類增稠劑的增稠機理有2種,即中和增稠與氫鍵結(jié)合增稠。中和增稠是將酸性的聚丙烯酸類增稠劑中和,使其分子離子化并沿著聚合物的主鏈產(chǎn)生負電荷,同性電荷之間的相斥促使分子伸直張開形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)達到增稠效果;氫鍵結(jié)合增稠是聚丙烯酸類增稠劑先與水結(jié)合形成水合分子,再與質(zhì)量分數(shù)為10%—20%的羥基給予體(如具有5個或以上乙氧基的非離子表面活性劑)結(jié)合,使其卷曲的分子在含水系統(tǒng)中解開形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)達到增稠效果。不同的pH值、不同的中和劑以及可溶性鹽的存在對該增稠體系的黏度有較大影響,pH值小于5時,pH值增大黏度升高;pH值在5-10,黏度幾乎不變;但隨著pH值繼續(xù)升高,增稠效率又要下降。一價離子只降低體系的增稠效率,二價或三價離子不但能使體系變稀,而且當含量足夠時會產(chǎn)生不溶性沉淀物。
天然膠主要有膠原蛋白類和聚多糖類,但是作為增稠劑的天然膠主要是聚多糖類(見表1)。增稠機理是通過聚多糖中糖單元含有3個羥基與水分子相互作用形成三維水化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而達到增稠的效果。它們的水溶液的流變形態(tài)大部分是非牛頓流體,但也有些稀溶液的流變特性接近牛頓流體。它們的增稠效果一般與體系的pH值、溫度、濃度和其他溶質(zhì)的存在有較大關(guān)系,這是一類非常有效的增稠劑,一般用量為0.1%-1.0%。
無機高分子類增稠劑一般具有三層的層狀結(jié)構(gòu)或—個擴張的格子結(jié)構(gòu),最有商業(yè)用途的兩類是蒙脫土和水輝石。其增稠機理是無機高分子在水中分散時,其中的金屬離子從晶片往外擴散,隨著水合作用的進行,它發(fā)生溶脹,到最后片晶完全分離,其結(jié)果形成陰離子層狀結(jié)構(gòu)片晶和金屬離子的透明膠體懸浮液。在這種情況下,片晶帶有表面負電荷,它的邊角由于出現(xiàn)晶格斷裂面而帶有少量的正電荷。在稀溶液中,其表面的負電荷比邊角的正電荷大,粒子之間發(fā)生相互排斥,故不會產(chǎn)生增稠作用。隨著電解質(zhì)的加入和濃度增加,溶液中離子濃度的增加,片晶表面電荷減少。這時,主要的相互作用由片晶間的排斥力轉(zhuǎn)變?yōu)槠П砻娴呢撾姾膳c邊角正電荷之間的吸引力,平行的片晶相互垂直地交聯(lián)在一起形成所謂“紙盒式間格”的結(jié)構(gòu),引起溶脹產(chǎn)生膠凝從而達到增稠的效果。離子濃度進一步加大又會破壞結(jié)構(gòu)發(fā)生絮凝導(dǎo)致降低稠度。這類增稠劑主要用于牙膏、香波、護發(fā)素、膏霜、乳液和止汗劑等的增稠。稠度一般隨著濃度的增加而迅速增大隨后趨于平緩,流變形態(tài)為觸變性。除具增稠性能外,在體系中還有穩(wěn)定乳液、懸浮作用。其改性物主要是季銨鹽化,改性后具有親油性,可用于含油量多的體系。