硅油在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中的應(yīng)用研究進(jìn)展

郭麗麗，王 林，王亞行，王召慶，張立科，向天成，劉小東

(1.許昌學(xué)院 數(shù)理學(xué)院， 河南 許昌 461000；2.許昌學(xué)院 化工與材料學(xué)院，河南 許昌 461000；3.許昌盛邦生物科技有限公司，河南 許昌 461000)

目前人們的生活質(zhì)量正逐漸提高，對(duì)美的需求也在日益提升，現(xiàn)在我們可以看到琳瑯滿目的功能各異的護(hù)發(fā)用品。人們對(duì)假發(fā)的需求量提高，不可避免地增加了假發(fā)滑爽劑的應(yīng)用研究。硅油因具有潤(rùn)滑、化學(xué)性能穩(wěn)定、降低表面活性以及保持水份等良好特性從而被廣泛應(yīng)用于假發(fā)滑爽劑中。假發(fā)滑爽劑作為假發(fā)后處理時(shí)所用來提升手感的助劑，滑爽效果、組成穩(wěn)定和價(jià)格低廉是假發(fā)滑爽劑中硅油成分作用的核心，這也是目前所有假發(fā)滑爽劑制備研究的重點(diǎn)。同時(shí)硅油在頭發(fā)洗護(hù)用品中發(fā)揮著其獨(dú)特的作用。

硅油通常是無色(或淡黃色)、無毒、無味、不易揮發(fā)，在普通環(huán)境下能夠保持液體狀態(tài)的線性聚有機(jī)硅氧烷材料。有機(jī)基團(tuán)結(jié)構(gòu)若全是甲基，則為甲基硅油。為了滿足硅油在某種性能條件或應(yīng)對(duì)不同種類的特殊用途，通常會(huì)由其他有機(jī)官能團(tuán)將多個(gè)或全部甲基基團(tuán)替從而作為其他改性硅油。硅油按照官能團(tuán)化學(xué)結(jié)構(gòu)不同可以分為甲基硅油、乙基硅油、甲基羥基硅油、氨基硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油等。

目前硅油在假發(fā)滑爽劑以及護(hù)發(fā)用品的制備研發(fā)比較普及，硅油被認(rèn)為是頭發(fā)的理想調(diào)劑[1-4]。一般來說硅油并不能直接使用，常常需要配成乳液再參與使用。在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中使用的硅油有如下類型：二甲基硅油、氨基硅油、三元共聚硅油、多官能團(tuán)改性硅油、羥基硅油依及聚醚類改性有機(jī)硅油。

1 二甲基硅油和氨基硅油在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中的應(yīng)用

1.1 二甲基硅油和氨基硅油在假發(fā)滑爽劑中的應(yīng)用

以甲基硅油為主要成分的甲基硅油乳液一般來說，具有良好穩(wěn)定性、不易燃、不揮發(fā)等優(yōu)勢(shì)，可起到防水、潤(rùn)滑起泡等作用[5-6]。氨基硅油乳液易溶于水，水溶液穩(wěn)定，具有吸附性、爽滑柔軟性、疏水性[7]、相容性及易乳化性，可用作纖維后整理劑?？膳c纖維表面的活性基相互作用，提高親水性和耐洗性。二甲基硅油和氨基硅油常常配合在一起使用，協(xié)調(diào)協(xié)同發(fā)揮獨(dú)特的效果，目前在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中使用最廣泛。

戴友志等[8]在人發(fā)化纖發(fā)假發(fā)的滑爽劑中使用二甲基硅油以及氨基硅油，采用特定含量的二甲基硅油乳液、氨基硅油乳液、季銨鹽、單硬脂酸甘油酯、聚乙烯基吡咯烷酮以及去離子水。季銨鹽作為一種表面活性劑廣泛應(yīng)用于紡織印染行業(yè)，且有乳化[9]、柔軟、抗靜電、殺菌[10]、和抗黃變性能，同時(shí)也會(huì)被用于較為高級(jí)的護(hù)發(fā)素中[11]。單硬脂酸甘油酯同時(shí)具有親水基團(tuán)和親脂基因，具有潤(rùn)濕、乳化、潤(rùn)滑等功能，同時(shí)作為乳化劑也可以使制得的滑爽劑更加粘稠，具有抗靜電性。聚乙烯基吡咯烷酮在護(hù)膚用品市場(chǎng)應(yīng)用等方面極適用作一種輔助劑。

郭靜等[12]則將二甲基硅油和氨基硅油應(yīng)用于海藻類仿真假發(fā)復(fù)合纖維的洗護(hù)液中。組分包括去離子水、可溶性鈣鹽(優(yōu)選CaCl2)、香精、無水乙醇以及復(fù)合滑爽劑和小分子醇類組成的漂洗液。其中所述的復(fù)合滑爽劑有如下成分組成：水、二甲基硅油、氨基硅油、十六烷基三甲基溴化銨、OP-10、聚乙烯吡咯烷酮K-30。由于海藻類仿真假發(fā)在洗護(hù)過程中吸水溶脹，易斷裂性，利用二甲基硅油能夠降低表面張力、良好的機(jī)械特性以及高鋪展性等[13]特點(diǎn)解決此問題。

1.2 二甲基硅油在護(hù)發(fā)用品中的應(yīng)用

二甲基硅油和氨基硅氧烷也可以分別使用，在護(hù)發(fā)制品中有著較好的效果。一般來說健康發(fā)質(zhì)的疏水性由于機(jī)械損耗而降低[14]，硅油可以通過在頭發(fā)上形成一層薄膜來保護(hù)頭發(fā)[15]，二甲基硅油常常應(yīng)用于護(hù)發(fā)用品中。

如張成如[16]制備了一種護(hù)發(fā)素，由二甲基硅油(粘度為2000Paos)、水、消煙劑、乳化劑、抗氧劑和防腐劑按比例調(diào)配而成。胡慧齡等[17]將二甲基硅油應(yīng)用于水解蠶絲蛋白護(hù)發(fā)素中。其成分有：保濕劑，陽離子表面活性劑、助乳化劑、油分、硅油乳液、水解蠶絲蛋白、防腐劑、香精、硅油(可選二甲基硅油)、酸度調(diào)節(jié)劑和水。各組分之間相互調(diào)配協(xié)作，通過利用硅油高擴(kuò)散性和可降低表面活性的特點(diǎn)致使水解蠶絲蛋白可以包覆頭發(fā)，并滲透進(jìn)頭發(fā)中為發(fā)絲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，使受損頭發(fā)恢復(fù)至健康狀態(tài)。有實(shí)驗(yàn)表明表面活性劑的硅油水納米乳液是改善頭發(fā)表面硅油沉淀的有前景的解決方案[18]。

姜宇嶸等[19]則制備了一種超大粒徑高粘性甲基硅油乳液，采用較先進(jìn)的高效剪切乳化設(shè)備制備高粘度的甲基硅油乳液。通過選擇高粘度的甲基硅油，調(diào)節(jié)加入的表面活性劑和水的量，制備粒徑大于20μm的超大粒徑甲基硅油乳液，可使得頭發(fā)具有優(yōu)異的干濕梳性能和滑軟手感。

1.3 氨基硅油在護(hù)發(fā)產(chǎn)品及假發(fā)處理中的應(yīng)用

氨基硅油結(jié)構(gòu)具有特殊性，并具備較好的吸附性、相容性、表面張力低等性能，側(cè)鏈上氨基具有強(qiáng)極性且?guī)д姾?。氨基硅油可用于各種護(hù)發(fā)用品中，能與帶負(fù)電的發(fā)絲表面相互作用，牢固地吸附于頭發(fā)表面上，油性基團(tuán)可使得頭發(fā)疏水、易干燥，可以增加頭發(fā)光澤和抗靜電性能，改善和修復(fù)發(fā)質(zhì)，使頭發(fā)之間摩擦系數(shù)降低，賦予頭發(fā)很好的平滑柔順性及洗滌性。

杜軍等[20]制備了一種氨基硅油護(hù)發(fā)素，原料包括：氨基硅油微乳液、油相混合物、硅氧烷聚合物以及水相混合物。氨基硅油微乳液為季銨化氨基硅油微乳液。

田建峰[21]利用氨基改性硅油發(fā)明了一種假發(fā)用的護(hù)理劑。將十六烷基三甲基溴化銨、氨基改性硅油、硬脂酸乙二醇單酯、去離子水、改性稀土粉、月桂、油酸、黃土石、中藥提取物，按照一定比例組合而成。氨基改性硅油其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，氨基有一定的爽滑清潔功能。在這里添加的中藥提取物有抗菌抗蟲腐的功效，大大延長(zhǎng)了假發(fā)的使用壽命。

2 三元共聚硅油在假發(fā)滑爽劑中的應(yīng)用

三元共聚硅油是目前較為先進(jìn)的整理助劑，可以賦予頭發(fā)纖維豐滿柔順的手感，并可以提升抗靜電性，順滑性。趙見栓等[22]研究制備了一種針對(duì)于真發(fā)材料制成的假發(fā)滑爽劑，是用三元共聚硅油、十六烷基三甲基溴化銨、聚二甲基硅氧烷陽離子型微乳液、卡松和余量是除去鈣鎂離子的硬度不大于0.03的去離子水制備而成。三元共聚嵌段硅油一般有三個(gè)結(jié)構(gòu)鏈段：硅氧基鏈段，聚醚鏈段和聚醚胺鏈段[23]。十六烷基三甲基溴化銨可以降低化合物的表面張力以及親水性，從而改善發(fā)制品的表面可梳理性柔順性。聚二甲基硅氧烷陽離子型微乳液的特性是具有相對(duì)較低的表面能，成膜性能好，還能賦予較為柔順、爽滑多樣性手感，研究表明其還具有一定的抗菌效果。

3 多官能團(tuán)改性有機(jī)硅油在假發(fā)滑爽劑中的應(yīng)用

多官能團(tuán)改性有機(jī)硅是為了滿足特定需要在有機(jī)硅油的基礎(chǔ)上添加多個(gè)官能團(tuán)所制備而成的硅油，可以賦予假發(fā)柔軟性、爽、滑、挺等特點(diǎn)，還可以讓手感更加豐滿，有層次。例如趙見栓等[24]利用多官能團(tuán)改性有機(jī)硅制備了應(yīng)用于真發(fā)材料的假發(fā)滑爽劑：是以十六烷基三甲基氯化銨、金銀花主要提取物、多官能團(tuán)改性有機(jī)硅、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚、16-18醇、硬度不大于0.03毫克當(dāng)量/L的去離子水組成。實(shí)驗(yàn)表明金銀花提取物含有機(jī)物質(zhì)，有一定的抗菌抗炎和抗氧化的效果[25]，可以用于化妝品中[26]。異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚作為非離子表面活性劑，擁有很高的表面活性，具有良好的乳化增溶效果，并且泡沫低[27]，綠色環(huán)保。其他研究[28]表明金銀花提取物可以防護(hù)頭發(fā)免于太陽暴曬的傷害。

4 聚醚有機(jī)硅油在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中的應(yīng)用

聚醚有機(jī)硅油兼有機(jī)硅和聚醚類化合物特性，化學(xué)性能穩(wěn)定，可大大提高消泡力[29-30]，在有機(jī)硅分子鏈中嵌段(或接枝)親水性的鏈狀氧化乙烯或鏈狀氧化乙烯或氧化丙烯，使疏水的硅氧烷部分與親水的聚醚結(jié)合[31]，一般是由原子轉(zhuǎn)移自由基合成法合成[32]。聚醚類有機(jī)硅油具有大的極性，作為消泡劑，能在發(fā)泡介質(zhì)中分散均勻，是一類新型的高效消泡劑。

森田好次[33]等研究制備了一種可含有低聚物或者聚醚類的有機(jī)硅油乳液，可用于梳理毛發(fā)，使其富有順滑性。

張?jiān)∫蔥34]等利用聚醚有機(jī)硅制備了假發(fā)的改進(jìn)型柔順劑。其主要的使用的假發(fā)滑爽劑-硅乳液-2051、十六烷基三甲基氯化銨、聚醚有機(jī)硅乳液TC-2135以及聚季銨鹽-7，按照特定的比例要求復(fù)配而成。假發(fā)滑爽劑-硅乳液-2051是采用高純度的有機(jī)硅單體聚合而成，平均分子量高，可處理假發(fā)類制品?？墒蛊涫指腥彳?、色澤亮澤、外表滑爽，提高其可梳理性能。聚季銨鹽-7用于頭發(fā)調(diào)理劑中，具有優(yōu)異的清洗效果[35]，可以極佳地改善頭發(fā)的順滑、潤(rùn)濕性，使纖維色澤亮澤、柔順易梳。

5 羥基硅油在滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中的應(yīng)用

周喜等[36]用二甲基硅油和羥基硅油研發(fā)于一種人發(fā)纖維加工的護(hù)理劑，包含如下組分：二甲基硅油乳液、羥基硅油乳液、十六烷基葡萄糖苷、單硬脂酸季戊四醇酯、季銨鹽、去離子水。經(jīng)處理后的人發(fā)纖維具有良好的滑爽、柔順以及抗靜電功能，表面極富有光澤，纖維韌性強(qiáng)。

冀紅珍等[37]發(fā)明一種止癢洗發(fā)水，是由羥基硅油乳液、中藥黃芪、金銀花、板藍(lán)根、蒲公英、馬齒筧等萃取液和月桂基葡萄糖苷、椰子油醇氧乙烯醚硫酸三乙醇胺鹽、椰子油醇酰胺、香精及其純凈水等一系列材料按照一定工藝制備而成?？蓱?yīng)用于頭發(fā)清洗，中藥成分對(duì)人體頭發(fā)有著抗菌止癢、去皮屑功能。羥基硅油乳液對(duì)頭發(fā)有很好的保護(hù)柔順滋養(yǎng)作用，硅油吸附于發(fā)質(zhì)表面起到滑爽的感覺[38]。

冀紅珍等[39]發(fā)明了在于制造含有滑爽劑、枸杞以及蘆薈的養(yǎng)發(fā)洗發(fā)液的止癢洗發(fā)液。其中滑爽劑成分如下：羥基硅油乳液、特定中藥萃取液、椰子油醇氧乙烯醚硫酸三乙醇胺鹽、月桂基葡萄糖苷、椰子油烷基二甲基甜菜堿、椰子油醇酰胺、乙二醇聚乙二醇酯珠光劑、增稠劑JR400、檸檬酸pH調(diào)節(jié)劑、維生素B5、Kathon防腐劑、整合劑EDTA-2Na鹽、香精及純凈水所制備而成。

6 結(jié)論與展望

綜上可知，隨著目前的化工產(chǎn)業(yè)的興起，假發(fā)滑爽劑由原來的組分比較簡(jiǎn)單，逐步演變成組成復(fù)雜，同時(shí)賦予了假發(fā)柔順、抗靜電、易打理、手感真實(shí)豐富、抗菌以及經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。由于護(hù)發(fā)產(chǎn)品是直接作用于人體的，在追求清潔作用的同時(shí)也要健康，最近護(hù)發(fā)產(chǎn)品越來越向無硅油方向發(fā)展。

二甲基硅油和氨基硅油在假發(fā)滑爽劑以及護(hù)發(fā)用品中應(yīng)用最為廣泛。無論是現(xiàn)在使用最為廣泛的二甲基硅油和氨基硅油，還是目前較為先進(jìn)的柔順護(hù)理助劑三元共聚硅油，未來對(duì)于硅油在假發(fā)滑爽劑以及護(hù)發(fā)用品的發(fā)展一定離不開綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的政策。并且由于目前在洗護(hù)方面流行起來的“中藥護(hù)理”潮流，在上述的假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中也能看到“金銀花提取物”，以及“中藥提取物”多次運(yùn)用到的情況。所以未來在假發(fā)滑爽劑和護(hù)發(fā)用品中更多的添加"中藥成分"可能成為一種趨勢(shì)。