【关键词】表面活性剂 化妆品 分类 应用
Abstract:The functions of surfactants such as moisturizing,dispersing,emulsifying,solubilizing,foaming,defoaming and detergency etc.as well as its applications in cosmetics were summarized.The categories of cosmetic and surfactant,the raw materials used in cosmetics,andalso the requirements cosmetic requested for surfactants were introduced.Several surfactants usually used in cosmetics were also introduce detail.The development trends of surfactant used in cosmetics were expounded in this paper.
Key words:surfactant cosmetic Categories applicatio
1表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法有很多种,根据表面活性剂的来源进行分类,通常把表面活性剂分为合成表面活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。
1.1合成表面活性剂
合成表面活性剂是指以石油、天然气为原料,通过化学方法合成制备的表面活性剂。表面活性剂在性质上的差异,除与烃基的大小和形状有关外,主要与亲水基团类型有关。一般以亲水基团的结构为依据来分类,按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类,其中离子型表面活性剂又分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
1.2天然表面活性剂
20世纪70年代的石油危机对以石油为基本原料的表面活性剂工业产生了巨大的冲击,引起人们对能源消耗、工艺生产过程、生态学和石油制品安全性等一系列问题的思考,从而引发了以天然油脂为原料生产表面活性剂的重大变革。由于生物新技术的应用,油脂分离精制技术的发展,植物油脂品种的改良及增产,使得大量获得价格较低的高纯度的天然油脂成为可能,新的抗氧化剂的开发成功,解决了天然油脂腐败变质的问题,再加上人们对安全及环保意识的提高,以油脂为原料的天然表面活性剂的开发引起人们的高度重视。目前在天然油脂中最受重视的要数棕榈油和棕榈仁油。
1.3生物表面活性剂
生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。用微生物生产表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工程领域中研究的新课题。用微生物制取生物表面活性剂可以得到许多难以用化学方法合成的产物,在结构中引进了新的化学基团,而制得的产物易于被生物完全降解,无毒性,在生态学上是安全的。生物表面活性剂根据其亲水基的不同可分为糖脂系、酰基缩氨酸系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性剂五类。
2化妆品中常用的表面活性剂
表面活性剂的各种功能主要表现在改变液体的表面、液一液界面和液一固界面的性质,而其中液体的表(界)面性能是最主要的。将物质加到溶剂中会大大降低溶剂的表面张力,能够使体系的表面状态发生明显的变化,这些物质都称之为表面活性剂。按表面活性剂在水溶液中能否解离及解离后所带电荷类型分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。
2.1阴离子表面活性剂
化妆品中常用的阴离子表面活性剂包括:脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六烷基聚氧乙烯醚磷酸钠和大豆磷脂(卵磷脂)等,其特点是洗净、去污能力强,在化妆品中主要起清洁、润湿、乳化和发泡的作用。
2.2阳离子表面活性剂
阳离子表面滑陛剂主要为高碳烷基的伯、仲、叔胺和季铵盐,如十八烷基三甲基氯化铵、C12~14烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化钠等,其特点是具有较好的杀菌性与抗静电性,在化妆品中起柔软、抗静电、防水和固色的作用。
2.3两性离子表面活性剂
化妆品中常用的两性表面活性剂包括:椰油酰胺基丙基甜菜碱、咪唑啉等,两性表面活性剂的特点是具有良好的洗涤性能,且比较温和,低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性,以及良好的生物降解性。两性表面活性剂常与阴离子或阳离子表面活性剂复配使用,有良好的配伍性,在一般情况下会产生协同增效效应。在化妆品中起柔软、抗静电、乳化、分散和杀菌的作用。
2.4非离子表面活性剂
化妆品中常用的非离子表面活性剂主要有:失水山梨醇单月桂酸酯(司盘一20、司盘一40、司盘一60和司盘一80)、环氧乙烷加成物(吐温一20、吐温一40、吐温一60和吐温一80)、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酸二乙醇酰胺、油酸单甘油酯、聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯羊毛脂等,其特点是安全,对皮肤温和、无刺激性,具有良好的乳化、增溶以及稳定性高,与其他类型表面活性剂相容性好等特点,在化妆品中应用最广。
除了上面几种表面活性剂外,最近迅速发展起来的还有天然表面活性剂(如羊毛脂和卵磷脂)、生物表面活性剂以及有机硅表面活性剂。
3表面活性剂在化妆品应用与要求
化妆品配方的组成是多样的和复杂的,除油、水原料外,还有各种功能表面活性剂、防腐剂、香精和色素等,属多相分散体系。随着化妆品剂型和功能要求越来越多,化妆品中使用的表面活性剂品种也在增加。化妆品中使用的表面活性剂应对皮肤无刺激、无毒副作用,另外还要满足无色、无不愉快气味和稳定性高等要求。
3.1对表面活性剂的功能性要求
每一种化妆品都有特定的功效,这些功效表现在遮盖、清洁、保湿、抗皱、美白、色彩和香气等。
3.2对表面活性剂的配伍性要求
化妆品在保质期内可能会出现析水、析油、分层、沉淀、变色、变味和有膨胀现象等稳定性问题,这与用作乳化剂的表面活性剂的选择不恰当有关,因此,要求用作乳化剂的表面活性剂的配伍性和相容性要好。
3.3对表面活性剂的商品性要求
使用表面活性剂后要求产品具有良好的外观和肤感,要求产品香气怡人、细腻、光滑、柔软,并有良好的涂沫生和铺展性。在生产操作上应方便。成本与性能比值越小,表明该产品的成本越低,而产品的性能越高,表明该产品的配方技术水平越高。
3.4对表面活性剂的安全性要求
由于对化妆品引起的皮肤不良反应可直接影响到人们的身心健康,所以,要求化妆品的原料必须对人体无害,要求对皮肤、毛发及眼黏膜无刺激、无毒性、无不愉快气味、无过敏性等不良现象。
3.5对表面活性剂的卫生指标要求
化妆品在使用和贮存时,会出现微生物污染等卫生安全性问题,因此,要求用作化妆品的表面活性剂应具有抗微生物的污染性能。
4化妆品用表面活性剂的发展趋势
21世纪化妆品工业将通过融合近代多学科的高新科技成果,提高化妆品的安全性、功效性和环保性,开发新的化妆品原料,采用绿色环保型的表面活性剂,这些都是化妆品研究的热点。另外,生物化学的活性物质在化妆品中也已被广泛应用。
4.1生物表面活性剂
生物表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工程领域中发展起来的一个新课题。生物表面活性剂以其生产原料来源广、价廉、表面活性高、乳化能力强、起泡性好、无毒、环境友好、能被生物完全降解、生物相容性好、不致敏和可消化等优点而备受人们的青睐。
4.2烷基糖苷
烷基糖苷(简称APG)是一种以脂肪醇和葡萄糖等可再生性植物为原料合成的非离子表面涪陛剂,现已成为性能优越的新一代非离子表面活性剂的代表。从结构上来看,APG是一种集非离子和阴离子两类表面活性剂的特性于一身的新型表面活性剂。APG不仅表面活性高,泡沫丰富而稳定,去污力强,而且无毒,无刺激性,与皮肤的相容性好,生物降解快而彻底,与其他表面活性剂的相容性好,复配具有协同增效作用以及对头发具有调理和发型保持效应等。APG在安全性和环境相容性方面都具有许多卓越的性能。
4.3壳聚糖
壳聚糖(Chitosan,学名聚脱乙酰氨基葡萄糖)是甲壳质经脱乙酰基而得到的一种天然阳离子多糖,是一种资源丰富、价格低廉的天然高分子化合物。壳聚糖可溶于稀酸,高度脱乙酰化产物可溶于水,分子中的多个氨基和羟基等活性基团经化学修饰可表现出新的性能。壳聚糖具有良好的抗菌|生、抑菌性、表面活性、吸湿和保湿性、成膜性和絮凝性等特性。由于壳聚糖是自然界中少见的带正电荷的高分子聚合物,从而在许多领域内具有独特的功能。这类多糖具有可降解性、良好的成膜性、良好的生物相容性及一定的抗菌等优异性能,在化妆品中具有与乳化剂很好的复配性和稳定性。用于美发产品能保持头发的光泽、柔软、易梳理和抗静电性;用于护肤美容产品能使皮肤具有良好的调理陛能,广泛应用于化妆品、医药、食品、化工和环保等行业,素有万能多糖的美誉。壳聚糖、壳聚糖衍生物以及低聚壳聚糖都可用于各种化妆品中。壳聚糖用于化妆品将成为今后化妆品行业的一个新趋势,其优异的保湿性、抗菌眭和生理活性以及优良的配伍性都将使其在化妆品中有着广泛的应用前景。
4.4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,是一种安全、无毒、无污染,并可l00%生物降解的非离子表面活性剂。蔗糖脂肪酸酯无毒、无臭、不刺激皮肤与黏膜,且易生物降解。通过控制蔗糖脂肪酸酯中脂肪酸残基的碳数和酯化度,或者把不同酯化度的蔗糖酯进行混配,即可获得大范围HLB的系列产品,这使它既可成为0/W型又可成为W/0型表面活性剂。蔗糖脂肪酸酯具有乳化、增溶和起泡等多种性能。国外从20世纪60年代就已将其广泛应用于日化、食品和医药等行业,而国内关于蔗糖脂肪酸酯的研究还存在许多问题,所以应积极采取措施开发多元化产品,稳定制造工艺,进行更深入地理论研究,以拓宽蔗糖脂肪酸酯的应用领域。
4.5卵磷脂
卵磷脂是一种天然生物表面活性剂,被誉为“脑黄金”,不少研究者称之为“21世纪最伟大的保健食品”。磷脂类表面活性剂有表面活性,又有生物活性,是特种表面活性剂,其应用领域已延伸到食品、医药、化妆品和多种工业助剂中。卵磷脂在化妆品中能起到活化皮肤、保持皮肤湿润和防止皮肤干燥等作用。同时卵磷脂还可以提高化妆品的分散性和起泡性,用于头发润滑剂可使头发光亮、润泽和柔软。
4.6特种表面活性剂
特种表面活性剂是指含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂。有机硅表面活性剂具有低毒性、氧化稳定性和热稳定性、润滑性、抗静电性、消泡性和稳泡性、剥离性好以及生理隋性等优点,并有很强的降低表面张力的性能,是表面活性剂中一类具有特殊功能的品种。有机硅用在化妆品中能增加皮肤的润滑感和抗水性,增加产品的光泽。有机硅表面活性剂具有很高的生理惰性,用于化妆品时具有较高的安全|生。在化妆品中,硅氧烷表面活性剂以其滑爽、柔软、光泽和飘逸等优异性能得到了广大消费者的喜爱。
表面活性剂在全球稳步增长的趋势为化妆品工业的发展和壮大提供了良好的外部环境,对产品结构、品种、性能与技术上的要求也越来越高。因此要系统开发安全、温和、易生物降解和具有特殊作用的表面活性剂,为新产品的开发和应用提供理论基础。要重点开发糖苷类表面活性剂,可开发多种多元醇类和醇类表面活性剂;系统研究开发大豆磷脂类表面活性剂;开发蔗糖脂肪酸酯系列产品,加强复配技术的研究,开拓已有产品的应用范围。表面活性剂作为化妆品中的最重要成分,在开发应用上应大力采用天然原料,尽量避免使用对皮肤有刺激性的成分,以减少化学成分给人体带来的多种危害。相信绿色、环保型表面活性剂的开发将大大促进功能性化妆品的开发。
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