劉美玲
(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津 300350)
表面活性劑是指那些加入少量就能顯著降低溶液表面張力改變體系界面狀態(tài)的物質(zhì)。表面活性劑的生產(chǎn)和應(yīng)用可以追溯到上個(gè)世紀(jì)30年代,隨著市場(chǎng)上商品的日漸繁多,表面活性劑被廣泛應(yīng)用于洗滌、化妝品、化工等各領(lǐng)域,與生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。
表面活性劑種類繁多,分類方式多樣。一般而言,表面活性劑依照其親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)也就是溶于水時(shí)呈現(xiàn)的離子類型來(lái)分類。表面活性劑溶于水時(shí),凡是能離解成離子的叫做離子型表面活性劑,按其在水中生成的離子種類,可以分為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑及兩性表面活性劑;凡是不能離解成離子的叫做非離子型表面活性劑;除此之外,還有兼有離子型親水基和非離子親水基的混合型表面活性劑。所以,按此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)表面活性劑劃分,應(yīng)該分為5大類。現(xiàn)以此類方法為依據(jù),介紹表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用及特點(diǎn)。
兩性表面活性劑既含有陰離子親水基,又含有陽(yáng)離子親水基,所以易溶于水,此外還具有良好的分散力和洗滌能力,因此兩性表面活性劑可以用作香波的起泡劑和護(hù)發(fā)劑。兩性表面活性劑主要包括氨基酸(RN+H2CH2CH2COO-)型和甜菜堿(RN+(CH3)2CH2COO-)型。
非離子表面活性劑在水中不能離解成離子狀態(tài),目前使用量最大的是高級(jí)脂肪醇。非離子表面活性劑有高度的安全性和良好的適應(yīng)性,因此常用于護(hù)膚化妝品中。非離子表面活性劑主要包括脂肪醇聚氧乙烯醚(RO(CH2CH2O)nH),脂肪酸聚氧乙烯酯(RCOO(CH2CH2O)nH)以及脂肪酸多元醇酯(RCOOCH2C(CH2OH)3)。
混合型表面活性劑分子中帶有兩種親水基團(tuán),一個(gè)帶電,一個(gè)不帶電。常見(jiàn)到的有醇醚硫酸鹽(R(C2H4)nSO4Na)。
隨著表面活性劑研究的不斷深入,其應(yīng)用越來(lái)越廣泛,除了作為洗滌劑的主要成分之外,表面活性劑在化妝品中還起到乳化、增溶、潤(rùn)濕和清潔作用。
使非水溶性物質(zhì)在水中呈均勻乳化而形成乳狀液的現(xiàn)象稱為乳化作用。我們都知道,兩種不相溶的液體不做任何處理進(jìn)行混合的話,靜置后會(huì)分為兩層,不能形成穩(wěn)定的乳液,只有加入表面活性劑才能得到穩(wěn)定的乳狀液。各種類型的表面活性劑,比如陽(yáng)離子型、陰離子型、兩性離子型或者非離子型均可作為表面活性劑來(lái)使用,在使用過(guò)程中,只有正確選擇才可以增加乳化體系的穩(wěn)定性。
增溶作用是指表面活性劑在水溶液中形成膠束后,能使不溶于水的有機(jī)物的溶解度顯著地增加,形成熱力學(xué)穩(wěn)定的、各向同性的均勻溶液。不同類型的表面活性劑增溶作用不同,一般來(lái)說(shuō):非離子表面活性劑> 陽(yáng)離子表面活性劑>陰離子表面活性劑。增溶作用在化妝品中有廣泛的應(yīng)用。例如,利用表面活性劑的增溶作用,將難溶于水、醇的香精油溶于水、醇而制得的香水和花露水;香波、清潔霜等去除油脂污垢就是利用了表面活性劑的潤(rùn)濕、增溶、乳化作用而實(shí)現(xiàn)的。
固體表面的氣體或液體被另一種液體代替的過(guò)程稱為潤(rùn)濕,潤(rùn)濕作用是一種表面和界面過(guò)程,所以和表面活性劑有密切關(guān)系。潤(rùn)濕作用對(duì)于化妝品的使用非常關(guān)鍵,因?yàn)榛瘖y品主要使用在皮膚上,需要在皮膚上分散滯后粘附在皮膚上才能起到作用。
沐浴露、清潔霜和香波等化妝品均是常用的清潔用品。在設(shè)計(jì)清潔類化妝品時(shí),除了要考慮其應(yīng)具備基本的潤(rùn)濕和清潔作用之外,還應(yīng)考慮對(duì)皮膚的溫和性、柔軟性和護(hù)膚性。這要求表面活性劑對(duì)皮膚的表皮細(xì)胞不能發(fā)生損害作用,不能滲透皮膚中,使皮膚自身及皮膚分泌物處于一種穩(wěn)定平衡的狀態(tài)之中。陰離子型表面活性劑用于清洗已有很久的歷史,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(dá)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,而且經(jīng)常用于配制高檔洗面產(chǎn)品護(hù)發(fā)香波及嬰兒香波。
隨著生態(tài)環(huán)境破壞帶來(lái)的負(fù)效應(yīng)等問(wèn)題的日益突出,可持續(xù)發(fā)展逐漸成為人類生產(chǎn)生活的重要課題,當(dāng)今化妝品行業(yè)都將通過(guò)改良配方,選擇天然性原料以及更先進(jìn)的高科技生產(chǎn)手段來(lái)提高化妝品的穩(wěn)定性、安全性、功能性和環(huán)保性。從化妝品的配方原料上消除污染,也就是從根源上徹底斷絕污染源,綠色表面活性劑的研發(fā)將稱為一種趨勢(shì),一個(gè)熱門課題。
上個(gè)世紀(jì)七十年代,國(guó)際生物工程領(lǐng)域首先提出生物表面活性劑這個(gè)課題,一般來(lái)說(shuō),在一定條件下培養(yǎng)植物或者微生物時(shí),在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多代謝產(chǎn)物,比如糖脂、多糖脂、脂肽或中性類脂衍生物等,這些種類的代謝產(chǎn)物均具有一定的表面活性,可以用作生物表面活性劑。生物表面活性劑不僅具有化學(xué)表面活性劑的各種性能,還具備很多優(yōu)點(diǎn)。生物表面活性劑的選擇性大,對(duì)環(huán)境的污染破壞小,一般而言,生物表面活性劑具有龐大而復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu),這些龐大而復(fù)雜的官能團(tuán)可以增加其乳化作用和表面活性能力,并且這些官能團(tuán)具備高選擇性。此外,生物表面活性劑來(lái)源廣泛,廉價(jià)易得。
烷基聚葡糖苷(APG)或葡萄糖酰胺(APA)是新型的非離子表面活性劑,他們來(lái)自天然再生資源,與環(huán)境具有很好的相容性,對(duì)皮膚溫和,性質(zhì)優(yōu)良,但成本較高。其高級(jí)烷基及其酯類已由德國(guó)漢高公司系列化,以葡糖胺和N-甲基葡糖胺為原料可以得到一系列陰、陽(yáng)、非離子化合物。在護(hù)發(fā)素中加入APG可改善頭發(fā)的柔軟性和濕梳理性與干梳理性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
槐糖脂是由槐糖和長(zhǎng)鏈的脂肪酸,通過(guò)酯鍵連接而成的糖脂類生物表面活性劑?;碧侵哂辛己玫钠つw的親和性,具有保濕、抗菌和抗氧化性能,而且毒性低,是一種良好的化妝品成分。
到目前為止,天然表面添性劑主要包括磷脂類表面活性劑、氨基酸表面活性劑、幽體化合物、羊毛脂及其衍生物。在磷脂類表面活性劑中,卵磷脂最具有代表性,應(yīng)用最廣泛。作為一種兩性表面活性劑,卵磷脂無(wú)毒、安全系數(shù)高,并且具有良好的表面性能,因而在化妝品的應(yīng)用中越來(lái)越被重視。卵磷脂的優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在其對(duì)皮膚具備良好的滲透性和適應(yīng)性。此外,卵磷脂可以讓皮膚變得更柔軟,對(duì)頭發(fā)防止脂溢出和軟化也有較好的抑制作用,因此具有廣闊的發(fā)展前景。
表面活性劑是化妝品配方中不可或缺的重要組成部分,在化妝品的使用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,在倡導(dǎo)綠色環(huán)保、低碳生活、以人為本的當(dāng)今社會(huì),應(yīng)該重點(diǎn)開(kāi)發(fā)天然性、生物性的表面活性劑,減少化學(xué)成分對(duì)人體的傷害。
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