第二节 增稠原料
一、化妆品增稠剂原料分类
增稠剂是指具有改变化妆品流变特性的原料,又称流变特性添加剂。据此,可分为三大类:水相增稠剂、油相增稠剂及降黏剂。
(1)水相增稠剂 是指用于增加化妆品水相黏度的原料。这类原料具有的增加水相黏度的能力与其水溶性和亲水性质有关。包括水溶性聚合物,如:聚丙烯酸聚合物、羟乙基纤维素、硅酸铝镁和其他改性或互配的聚合物等。
(2)油相增稠剂 是指用于增加或改变化妆品油相黏度的原料。这类原料具有的增加油相黏度的能力与其自身结构特性有关。包括脂肪酸盐、长链脂肪醇、长链脂肪酸酯、蜡类、氢化油脂、聚二甲基硅氧烷和一些油溶聚合物等。
(3)降黏剂 是指用于降低化妆品黏度,以增加产品流动性的原料。其作用机理相对复杂,其效率与浓度有关,并视不同类型而异。包括无机盐、有机酸盐、硅油、硅酮及乙醇等。
二、水相增稠剂
1.水相增稠剂共性
水相增稠剂具有以下共性:在结构上,高分子长链具有亲水性;在稀浓度下,浓度与黏度成正比例关系,主要是聚合物分子间作用很少或没有所致;在高浓度下,一般表现为非牛顿流体特性;在溶液中,分子间相互吸附作用;在分散液中,具有空间相互作用,具有稳定体系之功能;与表面活性剂互配使用,能提高和改善其功能。
2.水相增稠剂必须具备的条件
(1)安全无毒 这是化妆品原料的最基本要求。用于化妆品的水溶性聚合物,经过毒理学的检验,证实是无毒、安全的,才可在市面上销售。一般认为天然水溶性聚合物是比较安全的,但在加工过程中也会引进一些杂质。半合成或合成的水溶性聚合物残存的单体、溶剂或催化剂等不纯物,可能对皮肤带来刺激。
水溶性聚合物制剂由于水分蒸发后能形成一层皮膜,尽管皮膜本身无生理活性,无刺激性,但由于皮膜干后收缩性强,有时会对皮肤产生暂时的物理性刺激作用。皮膜透气性差,会影响皮肤正常的新陈代谢作用,同时,混杂在皮膜上很少量的不纯物,较长时间与皮肤接触也会引起间接的皮肤刺激。一些聚合物在长期使用后,会在皮肤和头发上积累,积累到一定程度就会引起一些毒性。
(2)无色、无异味 化妆品用的水溶性高分子化合物,要求尽可能无色或浅色、无味、无臭。这样便于调色和调香。
(3)溶解性 好水溶性聚合物一般用作增稠剂、成膜剂等。产品大多数是含水体系,其在水中的溶解度、溶解条件和溶液性质是很重要的。与一般无机盐不同,水溶性聚合物溶解时的条件(温度、搅拌速度和加料的方法等)对生成溶液的物理、化学性质有很大的影响。有些水溶性聚合物,只要加入水中,简单地搅拌就能溶解;有些水溶性聚合物需要较长的润湿时间,适当搅拌,才能逐渐溶解。不同水溶性聚合物在溶解时,切变应力对所制得溶液的物理、化学性质的影响不同。
(4)配伍性好 水溶性聚合物在配方中常与其他制剂和不同的水溶性聚合物复配使用,一些水溶性聚合物是不能复配的,混合后会产生沉淀。对盐的容忍度也是其匹配性的反映。
(5)质量稳定 大多数天然水溶性聚合物可赋予产品良好的触感,但由于原料产地的气候条件、培植方法和收获的季节不同,造成质量和成分的较大波动,或在贮存过程中发生变质,配制的化妆品长时间放置,有时也要发生变化。这些都是由于其本身成分不匀和聚合物的特性造成的,还有细菌、酶等微生物,以及光、温度、湿度等外部环境也会加速变化的发生。
因此,用于化妆品的水溶性聚合物要成分恒定,放置长时间也稳定不变。对于天然水溶性聚合物达到这个要求是比较困难的,而合成水溶性聚合物在这方面是比较好的。一般情况下,无论是天然或合成水溶性聚合物都要注意在贮存时防腐、防霉和防止氧化变质等问题。
3.常用的水相增稠剂
水溶性聚合物增稠剂可根据其来源和聚合物的结构特性进行分类,包括:有机天然聚合物、有机半合成聚合物、有机合成聚合物及无机水溶性聚合物这四大类,详细分类见图3-1。
图3-1 水溶性聚合物分类
(1)有机天然聚合物 有机天然聚合物是指以植物或动物为原料,通过物理或化学方法提取的水溶性聚合物。这类原料常见的有胶原蛋白类和聚多糖类聚合物。胶原蛋白类聚合物是由动物的皮或植物的蛋白经过水解、分离和纯化而制成的;聚多糖类聚合物是由树木或果壳渗出液、种子、叶或茎经过提取或精制而成的。
这类聚合物产品毒性小,使用安全,原料可以再生,所以在化妆品行业中得到较为广泛的使用。常用的有机天然聚合物见表3-1。
表3-1 常用有机天然聚合物
(2)有机半合成水溶性聚合物 有机半合成水溶性聚合物是指由天然水溶性聚合物为原料,通过化学改性而制成的水溶性聚合物。
这类聚合物具有天然聚合物和合成聚合物的优点。产品毒性小,使用安全,原料可以再生,所以在化妆品行业中的使用较为广泛。在国外,这类产品技术很成熟。而国内,近年发展较快,但与国外还有较大的差距。
这类原料品种较多,主要包括:羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基乙基纤维素、甲基纤维素、季铵化羟乙基纤维素、羟丙基淀粉磷酸酯和瓜尔豆胶羟丙基三甲基氯化铵等。常用有机半合成水溶性聚合物见表3-2。
表3-2 常用有机半合成水溶性聚合物
(3)有机合成水溶性聚合物 有机合成水溶性聚合物是指由单体聚合而成,单体一般来自石油工业的乙烯型烯烃及其含有羧酸基、羧酸酯基、酰胺基或氨基的衍生物。这类水性聚合物在国内外都是近年来发展得最快的品种。
这类聚合物有以下多种特点:①具有高效和多功能的特性,同样的剂量能比天然聚合物有更好的增稠效果。还能根据应用的需要,进行分子设计,合成多功能的产品;②单体原料组分生产规范,其质量标准容易控制。石油工业可提供多种单体,这就构成了这类聚合物的品种和功能的多样性、产品的均匀性和稳定性、价格的变通性;③有较低的生物耗氧量,这在污水处理方面比较有利。
常用的有机合成水溶性聚合物见表3-3。
表3-3 常用的有机合成水溶性聚合物
(4)无机水溶性聚合物 无机水溶性聚合物是指在水或水-油体系中可分散形成胶体或凝胶的天然或合成的复合硅酸盐。
这类聚合物有很好的悬浮功能、特有的流变性质、良好的温度稳定性、很大的比表面积、对电解质容忍度高、成本低等特点。
常用无机水溶性聚合物见表3-4,这类原料品种主要包括:硅酸铝镁、水辉石、膨润土、二氧化硅等。
表3-4 常用无机水溶性聚合物
三、油相增稠剂
油相增稠剂是指对油相原料有增稠作用的原料,常用在对油相体系的增稠。这类原料除了熔点比较高的油脂原料以外,还包括三羟基硬脂酸甘油酯和铝/镁氢氧化物硬脂酸络合物。两种原料油相增稠剂见表3-5。
表3-5 油相增稠剂
四、降黏剂
这里不再对降黏剂作详细介绍。降黏的机理往往与增稠机理密切相关,如果某种原料对增黏有负面作用,将可能成为降黏剂。