化妆品用表面活性剂的研究和发展

化妆品用表面活性剂的研究和发展类别：化妆品工业作者：钱志荣关键词：【内容】1作为清洁用的低刺激表面活性剂作为清洁用的个人用品,主要有香波、浴液和洗面奶等。除了要求它们具有清洁、发泡、润湿等功能外,目前主要考虑的是对皮肤的温和性,要求表面活性剂不损伤表皮细胞,不对皮肤的蛋白质发生作用,不渗透或少渗透到皮肤中去,不溶出皮肤中有效成份,使皮肤油脂及皮肤本身保持正常状态。磺基琥珀酸酯类是一类低刺激性表面活性剂。一种棕榈酸磺基琥珀酸酯衍生物已在意大利投产,产品性能温和。它的特点是用价廉而又丰富的原料棕榈油来制备的。一种带支链的烷磷酸酯,例如α-己基庚基磷酸三乙醇铵,其性能更加温和。可作为皮肤清洁剂,即β-羟基烷基醚乙酸钠,其结构式如下:这种表面活性剂,从酸性到碱性都可使用,具有泡沫高,持续性好,能在硬水中使用,安全性、生物降解性好的特点,且已面市。脂肪醇硫酸镁及醇醚硫酸镁具优良的发泡、清洁作用,属低刺激性表面活性剂。氨基酸表面活性剂是一类极温和的表面活性剂。十二烷酰丙氨酸引起毛皮细胞炎症的刺激性极低,其皮肤渗透性比肥皂、十二烷基硫酸钠、椰油酰基甲基牛磺酸钠、椰油酰基羟乙基磺酸钠及单烷基磷酸酯的皮肤渗透性小,它是极为安全的,可以用于过敏性皮肤及受损皮肤的清洗。氨基酸表面活性剂也可看作是两性表面活性剂。两性表面活性剂也是一类温和的表面活性剂。新一代的咪唑啉两性表面活性剂在产品质量方面有很大提高,对比新旧两种咪唑啉表面活性剂,可以看出新一代的咪唑啉的盐含量、乙醇酸盐含量、未反应的氯乙酸盐含量都低得多。因此,它的润湿时间、表面张力都比原来咪唑啉有较大的降低,对皮肤和眼的刺激性低,抗皮脂的发泡能力有较大提高。纯度极高的椰油酰胺丙基甜菜碱也由比利时的Ｅｒｏ-ｏ-Ｃｏｍｐｏｕｎｏｌ公司面市,氯乙酸含量小于10ｐｐｍ,酰胺含量小于0.5%。有关醇醚醋酸甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、醇醚氧化胺、烷基二羟乙(丙)基氧化胺的合成及性能,包括表面张力、ｃｍｃ、湿润力、发泡性、透明度及粘度、对蛋白质的变性及生物降解性的文章常有报道。烷基葡糖表面活性剂也是低刺激性的。其高级烷基及其酯类已由德国汉高公司系列化,其中有些是乳化剂。以葡糖胺和Ｎ-甲基葡糖胺为原料可以得到一系列阴、阳、非离子化合物。以脂肪酸和Ｎ-甲基葡糖胺酰化生成葡酰胺类多元醇表面活性剂,被认为是迄今为止文献中最优良的类型。以洗涤作用为主的许多新表面活性剂已有供应。2作发用调理剂的表面活性剂由于二合一洗发香波对头发的调理性不及香波和护发素分开应用的调理性,且二合一香波本身组分的“相克性”及成本价高,因此,在国际上和国内,二合一洗发香波在减少,而使用香波和护发素的在增多。护发素、润丝一类的头发调理产品中,阳离子表面活性剂是主要的调理成份。这类阳离子表面活性剂,最普遍应用的是单烷基及双烷基季铵盐类,即Ｃ16～18单烷基铵盐、双Ｃ16～18烷基季铵盐及烷基苄基季铵盐。研究发现,直链Ｃ22烷基三甲基氯化铵油感性弱于Ｃ16～18单烷基季铵盐,而其调理性却好于Ｃ16～18单烷基季铵盐。特别是它对眼和皮肤的刺激性还小于Ｃ16～18的季铵盐,且乳化作用好,因而得到广泛应用。直链性的单烷基季铵盐,其克拉夫特点(Ｋｒａｆｔｐｏｉｎｔ)高,即从胶态转变成液晶相温度高,因而在实际使用时,仍然不能充分发挥其作用和效果。从Ｃ10.12.14的醇制得古厄贝特醇,再制得带分支的烷基三甲基季铵盐,其结构式如下:其中ｎ=10,12,14。这3种阳离子其克拉夫特点小于0℃,其中ｎ=14的阳离子和直链的Ｃ18、Ｃ22烷基季铵盐及双十八烷基季铵盐相比,其临界胶束浓度、表面张力以及用它处理毛发后的干、湿毛发的动摩擦系数为最小,而在30℃对毛发的吸附量为最大。用于润丝时,使头发具有特有的光滑感,分散性能十分优良,乳化性能极好、油感性弱,这类分支型烷基季铵类表面活性剂无疑对头发是极优良的调理剂。日本已经用它们作头发调理剂。不对称的牛油基、辛基二甲基季铵盐以及三鲸蜡基甲基铵盐已有产品供应。特别是后者,它对头发干梳、湿梳和去粘性很好。由于其分子结构中有三个鲸蜡基,空间位阻在一定程度上屏蔽了阳电荷,它与阴离子表面活性剂不发生反应,已被Ｐ＆Ｇ公司用于二合一香波中。我们合成了烷酰胺基丙基、二甲基、二羟丙基氯化铵阳离子化合物,其结构式如下:由于其阳离子头的水溶性增加,在阳离子/阴离子的比例为10∶1和1∶10(总的浓度为5.5%),大多的阴离子表面活性剂不和本阳离子发生沉淀反应,仅十二烷基硫酸钠的浓度比不能过高。实验表明这类阳离子具有很好的调理、杀菌、润湿、增稠作用,是一类多功能性的阳离子,适用于二合一香波中。有机硅酮类是另一类优良的发用调理剂,它在化妆品中使用的频率,国外达44%。在硅酮分子骨架结构中,具有疏水性的硅———甲基及亲水性的醚链。所以,从其分子骨架结构来看,它具备了表面活性剂的特点。有机硅酮在化妆品中的主要作用,一是作乳化剂,二是作调理剂。分子量在百万以上的有机硅酮已广泛应用于二合一香波,它们以乳液聚合的方法制成乳状体以便于应用。水不溶性硅酮,设法使它沉积到头发上,其硅酮的利用率是极低的。检测表明,油脂在头发上的吸附抑制了头发对二甲基硅酮的吸附。这就是一些有名的化妆品公司在努力研究高分子不溶性硅酮怎样更好地沉积到头发上的原因。有机硅酮表面活性剂有阴离子、两性离子、非离子等。主要是利用硅酮对头发的调理作用,改善对头发的干、湿梳性和光滑作用,改善和阴离子表面活性剂的可配伍性,改善阳离子表面活性剂的刺激性。同时,又要克服硅酮表面活性剂抑制泡沫、降低粘度等缺点。一种以有机硅酮羧酸为阴离子,以烷基季铵盐为阳离子的复盐,集合了硅酮及季铵盐的调理性的优点于一身,表现出对头发优良的调理作用。硅氧烷蛋白质共聚物和阳离子蛋白类也是较好的头发调理剂,已有多种产品用于香波、润丝及其它化妆品中。3化妆品用乳化剂作为乳化剂的表面活性剂,在各种乳液(包括膏霜)中有着广泛的应用。在化妆品中,重要的乳液有以下几种:大乳液:Ｏ/Ｗ、Ｗ/Ｏ、液晶相、多重乳液;三相乳液:Ｗ/Ｏ/Ｗ、Ｏ/Ｗ/Ｏ;微乳液:细小粒子乳液。化妆品用的乳化剂,近年来的主要发展集中在非离子表面活性剂和高分子乳化剂上。由于三乙醇胺中常常含有不希望的杂质存在,所使用的乳化剂从硬脂酸三乙醇胺转向非离子乳化剂。这个趋势从欧洲开始,已蔓延至美国。近年来发现,以脂肪酸甘油酯为主要成份的乳化剂,由于在Ｗ/Ｏ中容易形成胶状网络结构,使Ｏ/Ｗ型的乳液稳定。把这种乳液抹于皮肤上,能形成抗水性质的脂质膜,故而具有优良的保湿性能。天然甘油酯的聚氧乙烯醚及嵌段的聚氧乙烯、聚氧丙烯作为Ｗ/Ｏ的乳化剂引人注目,并用来作Ｗ/Ｏ/Ｗ中的乳化剂。十六烷基硅酮共聚醇以及复配的非离子乳化剂有着许多优良的性能,它不仅使Ｗ/Ｏ的乳液非常稳定、成品手感好,而且非粘着感、分散性极佳,能有效地分散有机防晒剂,使防晒产品的ＳＰＦ值有很大提高,使产品耐水而免除无机防晒剂的白花现象。这些乳化剂的开发,用于Ｗ/Ｏ/Ｗ的膏霜、乳液、油包水的粉底产品中,解决Ｗ/Ｏ的不稳定性问题。同时也是制作Ｗ/Ｏ/Ｗ产品的第一步乳化剂。高分子乳化剂的研制和开发成功是乳化剂一个巨大的进步和发展。古立德公司的Ｐｅｍｕｌｅｎ(包括ＴＲ1和ＴＲ2型)是一种高分子量的聚丙烯酸酯/Ｃ10～30烷基丙烯酸交联聚合物,它是经过10余年的研究发展起来的。它的优点是用量少(0.1%～0.5%即可),不受ＨＬＢ值及相转变温度的限制,乳化油、蜡类量高,乳液稳定性好(可达5年),与电解质接触可释放出油相。这是一种Ｏ/Ｗ的乳化剂。用该乳化剂可以制成水性无醇喷雾香水、喷雾防晒剂、喷雾须后液及用于油性皮肤的夏用润肤露、清洁乳。由于聚合物分子量大,它不会渗透到皮肤中去,非常安全,可用于过敏皮肤。另一类高分子乳化剂是丙烯酸/丙烯腈共聚物,它是一种Ｏ/Ｗ或Ｗ/Ｏ乳化剂。这种乳化剂可形成连续膜,膜包着油,而薄膜外周又形成许多小凹,小凹中包着水,看起来就像Ｏ/Ｗ的结构。这种乳液被称为三重乳液,这种乳化剂称之为膜乳化剂。膜乳化剂可大大降低乳化剂本身的用量。乳液具有良好的触变性。用它可制成性能优良的奶液。油包水的高内相高分子乳化剂也正在投放市场。这类高分子乳化剂被人们称作为非传统性乳化剂,根据乳化机理,称之为梳状聚合物、锚状聚合物、缔合性聚合物乳化剂等。高分子乳化剂不仅用于化妆品,还可用于油墨、墨水、涂料等产品中。高分子乳化剂发展前景十分广阔。4表面活性剂作活性成份的皮肤输送剂化妆品活性成份真正起到它应有的生理作用,就要把它输送到皮肤中去。使用皮肤助渗剂是一个有效的方法。使用过的皮肤助渗剂有乙醇、丙二醇、二甲亚砜、油酸酯、氮酮等。有些活性物在皮肤助渗剂的作用下,会透过皮肤,进入血液循环系统,这是我们所不希望的。一种皮肤吸收控制剂可使活性物实现优化定向目标输送。既强化了活性物皮肤渗透,又使活性物滞留在皮肤中。一种叫4-癸基杂氧氮五环酮-2就是这样的化合物(被称为ＳＲ-38)。ＳＲ-38实际上可看作是一个环状的氨基甲酸酯的化合物,它具有一个极性头———杂氧氮五环酮,一个亲酯性的尾巴。它的ＨＬＢ值为10.0,是一个典型的Ｏ/Ｗ乳化剂,一个非离子表面活性剂。它对维生素Ａ酸、利多卡因、丙胺卡因、氢化考的松、消炎痛、长压定、二羟基丙酮(ＤＨＡ)都具有很好的促透皮吸收作用。这是继优良的皮肤助渗剂氮酮后开发出的一个透皮控制吸收剂,是化妆品、药物透皮剂的一个重要进展。5展望二合一香波中具有很好调理性的表面活性剂的开发仍在继续进行。除硅酮阳离子表面活性剂外,一种酰胺型阳离子胍(精氨酸中含胍基),这种胍基和头发蛋白质的羧基阴离子具有空间的有利结合,第二酰胺的氢和羟基的结合。这种对毛发吸附性好、刺激性低、同时具有发泡性的新型表面活性剂,将把护发素的效果和香波的发泡、洗涤性真正结合成一体,成为洗涤性“润丝”。高分子表面活性剂在今后10余年内会有更大发展。其研究内容上将包括聚葡糖、聚烷基葡糖、聚甘油、不饱和羧酸、不饱和酰胺合成的高分子表面活性剂。对缔合性聚合物、膜性聚合物的进一步研究,将会出现性能更加优良的高分子表面活性剂,如进一步降低乳化剂的用量,具高触变性乳化剂,良好的手感,高内相的Ｗ/Ｏ乳化剂以及多功能乳化剂。同时,随之出现新的乳液类型,悬浮性乳液,胶态基质乳液等,其应用范围不断深化和扩大。生物型乳化剂,润肤保湿修复损伤的皮肤、头发乳化剂,目标定向透皮输送的表面活性剂将更多更好地相继问世。