表面活性剂在化妆品中的应用

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1、表面活性剂在化妆品中的应用表面活性剂在工业生产和日常生活中占有越来越重要的地位，被人们形象地称为“工 业味精”，广泛应用于化妆品、洗涤剂和制药等行业。1由于表面活性剂在化妆品中有乳化、 分散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等功能作用，所以表面活性剂在化妆品中有着举足轻 重的地位。此外化妆品中所利用的表面活性剂的性能不仅仅是其单一的性能，而是利用其多 种性能，因此，表面活性剂是化妆品生产中不可缺少的原料，广泛应用于化妆品中。2 化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法，施于人体 （皮肤、毛发、指趾甲和口 唇齿等），以达到清洁、保养、美化、修饰和改变外观，或者修正人体气味，保持良好状态 为目的的产品

2、。目前，化妆品的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。3 一 表面活性剂在化妆品中的应用随替表面活性剂的开发和应用研究的不断深入,其应用范围也日益扩大。目前表面活性 剂已成为日新月异的洗涤用品的主要成分，同时在化妆品中也有着多种重要应用,如在化妆 品生产中起乳化、分散、增溶等作用。在使用中起发泡、洗净等作用。（1）乳化作用 由于油脂在水中表面张力大，当水中滴入油脂后，用力搅拌，油脂被粉碎成细珠状，互 相混合成乳浊液，但搅拌停止又重新分层。如果加入表面活性剂，用力搅拌，停止后很长时 间内却不易分层，这就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性被活性剂的亲水基团所包围，形 成定向的吸引力，降低了油在

3、水中分散所需要的功，使油脂得到很好的乳化。乳化剂在化妆品中主要用于生产膏霜、乳液。常见的粉质雪花膏、中性雪花膏都是O/W型乳状液。可用阴离子型乳化剂脂肪酸皂（肥皂）乳化。4（2）增溶作用 表面活性剂在水溶液中形成胶束后，具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显 著增大的能力，且溶液呈透明状，这种作用称为增溶作用。2油类物质中加入表面活性剂后，才能“溶解”，但是这种溶解只有在表面活性剂的浓度 达到胶体的临界浓度时才能发生，溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。就增溶作用而 言，长的疏水基因烃链要比短烃链强，饱和烃链比不饱和烃链强，非离子表面活性剂增溶作 用一般比较显著。在化妆品中增溶剂主要用

4、于化妆水、生发油、生发养发剂的生产。用作增溶剂的表面活 性剂 应具有高的亲水性,如聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醉聚氧乙烯醚、脂 肪醉聚氧乙烯一聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醉脂肪酸醋、聚甘油脂肪酸醋等。（3）分散作用灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起，在水中容易发生沉降，表面活性剂的分子 能使固体粒子聚集体分割成细小的微粒，使其分散悬浮在溶液中，起到促使固体粒子均匀分 散的作用。化妆品的分散系统包括粉体、溶剂及分散剂三部分。粉体可分为无机颜料（如滑石、云 母、二氧化钛、碳黑等）和有机颜料（如酞青蓝等）两类。主要是使化妆品具有好的色调、 能遮盖底色。有良好的使用感和防晒功效；溶剂则

5、分为水系、非水系两类。作为媒介的分散 剂又有亲水性和亲油性两类。3（4）泡沫作用泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用，是气液两相间的表面张力降低所致。一般低 分子活性剂容易发泡，高分子活性剂泡沫少，豆蔻酸黄发泡性最高，硬脂酸钠发泡性最差， 阴离子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好，如烷基苯磺酸钠发泡性很强。通常使用的 泡沫稳定剂有脂肪醇酰胺、羧基甲基纤维素等，泡沫抑制剂有脂肪酸、脂肪酸酯、聚醚等及 其它非离子表面活性剂。（5）润湿作用当液体与固体表面接触时，气体被排斥，原来的固 -气界面消失，代之以固 -液界面， 这种现象称为润湿。从普遍意义而言，润湿是一种流体被另一种流体自表面取代的过程。

6、零 件表面上往往粘附有一层蜡、油脂或鳞片状的物质，这些物质是疏水性的。由于这些物质的 污染，零件表面不易被水润湿，当水溶液中加入表面活性剂时，零件上的水珠就很容易分散 开来，使零件的表面张力大大降低，达到润湿目的。二表面活性剂分类表面活性剂的分子一般是有疏水基与亲水基两部分组成，故称它为两亲性化合物。分子 中具有不对称的结构，一部分易溶于水，具有亲水性质，称作亲水基；另一部分不溶于水面 易溶于油，具有亲油性，称作亲油基，或者疏水基。表面活性剂按其在水中是否离解，可分 为非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。离子型表面活性剂根据溶解后的活性成分又可 分为阳离子型、阴离子型和两性离子型。5r优离缺

7、liii活性剂藹子型表而活性剂彳阳离子表而活性剂表面活件剂L两性离亍表曲活性剂7阳:嗨和皿件剂通常使用的表面活性剂，其憎水基是碳氢烃基，分子中还可能含有氧、氮、硫、氯、溴 和碘等元素，称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活 性剂则称为特种表面活性剂。下面将对各表面活性剂在化妆品中应用特点说明（1）阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂在化妆品中的应用日趋广泛,其具有丰富的发泡性、良好的乳化性、 适度的洗净力以及特有的皮肤亲和性，能够满足毛发洗净剂的要求，在不少洗面奶、沐浴露 以及婴幼儿洗涤用品中使用。硫酸酯盐表面活性剂具有良好的润湿力、乳化力和去污力； 烷基磷酸酯盐类表

8、面活性剂具有优良的乳化、洗涤、抗静电和消泡作用；Gemini型阴离子 表面活性剂具有优良的表面化学性能、良好的分散、乳化、润湿及去污能力、对电解质不敏 感和低刺激性等各种应用性能，与其他表面活性剂复配可产生更大的协同效应，可降低表 面活性剂的使用量。6（2）阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂可用在护发用品方面，包括头发调理剂和头发定型凝胶，它也是极 有效的抗静电剂，使头发更加柔顺。在某些产品中，它们同时还可以用作乳化剂。季铵化合 物是化妆品中应用最为广泛的阳离子表面活性剂，该类化合物对皮肤和头发表现出一种强 烈的直接性，能使头发更易梳理，从而改善头发的感觉和光泽。用于护发用品的季铵化合物 还可以

9、用作杀菌剂，长链烷基酰胺丙基季铵盐具有优良的亲水性、温和性和生物降解性。在 香波及护发品中，该产品能在头发表面吸附，使头发具有柔软的手感，同时亦能起到长效保 湿作用，可明显改善头发的梳理性、抗缠结性和抗静电性，对皮肤和眼睛刺激性小,故有优 良的调理作用和增稠作用。7,8（3）两性离子表面活性剂两性离子表面活性剂同时携带正负离子电荷，它的结构既不同于阳离子表面活性剂， 又不同于阴离子表面活性剂，其本身的结构和性质决定了它具有许多优异的性能：低毒性、 对皮肤和眼睛的低刺激性、极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性、良好的生物降解性、柔软 性和抗静电性、杀菌性和抑霉性以及良好的配伍性等。近几年国内研究的两

10、性表面活性剂类 型主要有:氨基酸型表面活性剂、咪唑啉型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂。氨基酸型两 性离子表面活性剂通过氨基携带亲水基阳离子的正电荷, 其阴离子的负电荷可以通过羧基、 磺酸基及磷酸基等来携带, 其对头发和皮肤作用温和, 起泡和乳化性能好, 去污能力强, 生物降解性能好, 而且还具有良好的抑菌性能和杀菌性能, 因此, 氨基酸型表面活性剂将 是一个很好的发展方向。9（4）非离子型表面活性剂非离子表面活性剂按分子结构可分为聚氧乙烯衍生物、聚醚、烷基醇酰胺、脂肪酸多元 醇酯和烷基多苷等。聚氧乙烯衍生物又可按疏水基原料的不同分为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪 酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯酰胺、烷基酚聚氧

11、乙烯醚、聚氧乙烯脂肪胺、吐温和其他聚氧乙烯 系非离子表面活性剂等系列。多元醇酯可根据亲水基不同而分为：脂肪酸乙二醇酯、季戊四 醇（和丁四醇）的脂肪酸酯、单脂肪酸甘油酯（单甘酯）、失水山梨醇（或称山梨酐）的脂肪酸酯、 蔗糖脂肪酸酯和其他多元醇的脂肪酸酯等。但无论从生产规模和品种数量看,聚氧乙烯衍生 物都占主导地位,其主要生产技术是乙氧基化技术。聚氧乙烯型非离子表面活性剂是由高级脂肪醇、高级脂肪酸、烷基酚和多元醇酯等与环 氧乙烷加成而制得。链长度不同聚氧乙烯，可以合成一系列亲水性能不同的非离子表面活性 剂，具有润湿、渗透、乳化和增溶等作用。它们是非离子表面活性剂中生产量最大、用途最 广的一大类表面

12、活性剂，在化妆品中应用非常广泛。10在化妆品中用得最多的一类非离子乳化剂为BASF公司生产的聚氧乙烯-6鲸蜡硬脂醇 醚（A6）和聚氧乙烯-25鲸蜡硬脂醇醚（A25）。产品具有较强的乳化能力，广泛用于护 肤膏霜、乳液、护发产品、防晒产品、止汗剂和粉底霜等产品中。科宁公司生产的类似非离 子乳化剂聚氧乙烯-2硬脂肪醇醚（S2）和聚氧乙烯-21硬脂肪醇醚（S21）也在化 妆品中得到广泛使用。三化妆品中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、环保性。开发新的化妆品原材料，采用新的绿色环保型表面活性剂，这些都是化妆品研 究的热点。另外，生物化

13、学的活性物质在化妆品中也已被广泛应用。（1）生物表面活性剂生物表面活性剂以其生产原料来源广阔、价廉、表面活性高、乳化能力强、起泡性高、 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工业者 的青睐。生物表面活性剂主要分为糖脂类、脂肽和脂蛋白类、磷脂和脂肪酸类、聚合表面活 性剂类和微粒表面活性剂类等五大类。大多数已知道的生物表面活性剂属于糖脂类,其中槐 糖脂、鼠李糖脂和海藻糖脂是人们最为熟悉的。浓度为1 mol/L槐糖脂的产品就具有良好 的皮肤亲和性, 可用作皮肤保湿剂。已被日本 Kao 有限公司作为一种保湿剂用于化妆品, 商品名为Sofina,该公司已研究出生产槐糖

14、脂的发酵工艺流程，这种产品可用于口红、皮肤 和头发的保湿剂。11再如绿色植物中的茶皂素，又名茶皂甙,是由山茶树种子中提取出来的一类醣甙化合物, 是一种性能良好的天然表面活性剂,有较强的表面活性,抗硬水能力和起泡能力均很高。茶皂 素具有乳化、去污、润湿、分散、起泡等多种功能。用茶皂素直接洗涤织物,可保持织物的 艳丽色彩,并有保护织物作用;用于洗发剂,具有洗发、护发、乌发及去头屑、防脱发的功能。 其乳化能力超过油酸皂、烷基磺酸盐及聚氧乙烯脂肪醇醚等乳化剂,是一种优异的天然表面 活性剂。多应用于高档的洗发用制剂和洗涤用品。12(2) 烷基多苷(APG)烷基多苷(APG)是一种由可再生资源(淀粉和油脂

15、或它们的衍生物葡萄糖和脂肪醇)为原 料而制得的非离子表面活性剂，是a和B异构体的混合物它除了具有传统表面活性剂的优异 性能外,还具有许多独特的性能,因而国内外有关专家称它为世界级表面活性剂。13APG 除了自身对人体皮肤和眼睛无刺激性外,还可降低与其复配阴离子表面活性剂的刺 激性。在低刺激性香波和儿童香波的配制中，APG是必不可少的主要原料。发用香波产品应 用时，头发的干、湿梳理性显得特别重要。头发分别用APG/AES和AES处理后，测量梳理性的 结果表明：APG有改善梳理性的功能。但它的湿梳理性的影响呈中性(即不改善也不损害)。此外，APG对受伤的头发具有保护作用。用它和AES的水溶液分别处

16、理被烫过的头发, 测定被处理过头发的抗张强度,发现用APG处理过头发的抗张强度损失明显小于用AES处理 过的头发，而且它和AES的混合物更有利于头发的保护。APG除了上述主要的应用范围外，在 其他日化产品中也有广泛的应用。如:把APG加入肥皂、香皂中,可提高其抗干裂性、湿裂性、 起泡性、皮肤的温和性和洗后的皮肤感觉。用于牙膏后，可改善牙膏的起泡性、口腔刺激性 和流变储存稳定性等。(3) 壳聚糖壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰得到的产物。甲壳素来源广泛，全球年生物合成量近百亿吨。作为唯一有碱性特征的天然氨基多糖，壳聚糖会表现出典型的弱阳离子高分子化合物的特 征，这使其具有比较好的生物活性，也使其在生物材

17、料生产、农产品加工、医药产品开发 抗菌纤维制备、废水处理、新型催化剂研制等领域中有广泛应用。壳聚糖经磺化、羧甲基化、 酰化季胺化等改性，其水溶性显著改善，得到的水溶性衍生物可作为亲水基团，用于高分子 表面活性剂的构建。14张文清等人指出壳聚糖具有良好的保湿性、吸水性、成膜性和防尘性，所以被很好的用 在化妆品工业上。壳聚糖及其衍生物在酸性条件下可成为带电荷的高分子聚电解质而直接作 为发型定型剂。杨继生用质量分数 1 %的羧甲基壳聚糖溶液作为头发的定型液，可保持发型 在正常温度和湿度下长达 14天，发质富有弹性且自然发感柔顺。以壳聚糖与高分子物质复 合制备的面膜和皮肤的贴合度较强，亲和性增加。此外

18、，壳聚糖及其衍生物还可作为生产洗 发精、护发素、保湿润湿剂、香皂、等产品的原材料。15(4) 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。 自20世纪60年代问世以来,有机硅新型材料又产生出一种新型的特殊表面活性剂。由 于有机硅结构中既含有有机基团,又含有硅元素,因而不但具有一般烃类表面活性剂较高的 表面活性,而且具有无机物二氧化硅的耐高低温、耐气候老化、无毒、无腐蚀和生理惰性等 优异性能,以其独特的性能,赢得了生存和发展,已成为表面活性剂领域的研究热点之一。16有机硅是半无机、半有机结构的高分子化合物, 在空间上呈现螺旋状结构。这就决定了 它有诸多优异性能: 润滑

19、性、疏水性、生理惰性、抗紫外线辐射和配伍性等, 为改善化妆品 性能提供了可能。世界上第一个有机硅化妆品品牌“ Silicare”诞生于20世纪50年代 初美国的Revelen公司。半个世纪以来，在美国道康宁(DowCorning)为主导的国际知名 有机硅公司的研究开发下,有机硅现已成功地应用到膏、霜、蜜、香水、香波、香粉、发蜡、 发乳、护发素、唇膏、剃须膏、去臭汗剂、头发喷雾剂、浴用洗涤剂、睫毛油、眼影膏、指 甲油和防晒油等化妆。品领域，其品类已多达数百种。可以说，随着人们生活水平的提高和 人们对化妆品越来越高的要求，有机硅在化妆品生产领域中已不可或缺。有机硅表面活性剂在日化行业中为一种用量较

20、大的表面活性剂 ， 可用于各种化妆品， 作为乳化剂在香精、洗发香波中使用， 具有乳化、起泡、分散和增溶的作用， 能使香波泡沫 丰富，细微稳定， 并有抗静电效果。有机硅表面活性剂对人体无副作用，能在皮肤表面形成 脂肪层的保护膜， 防止皮肤干燥， 是优良的皮肤润滑剂和保湿剂，特别适用配制面部、眼部 化妆品用乳化剂和乳化稳定剂。17Mason化学公司推出了含氟表面活性剂Masurf AF系列产品，该系列产品是全氟烷基 乙基磷酸盐类，可用于含脂肪醇和极性有机溶剂的配方中。18（5）蔗糖酯 蔗糖酯系以蔗糖为原料,在适当的反应体系中,与脂肪酸进行酯化反应而生成。蔗糖酯（SE ）是蔗糖脂肪酸酯的简称，是一种

21、无毒、安全、无污染的非离子型的表面活性剂。其分子 量随脂肪酸链的长短而异。外观为白色至黄褐色的粉末状、块状或无色至微黄色的粘稠树状 物。因其分子结构中的蔗糖部分为亲水基，长链脂肪酸部分为亲油基，在生物体内可被消化分 解为蔗糖和脂肪酸而被肌体吸收。它对眼睛和皮肤的刺激性也小、无毒性、易被微生物降解。 另外，蔗糖酯还具有表面活性，可使表面张力、界面张力减小，具有润湿性，可使油乳化。因此， 蔗糖酯可作为添加剂广泛应用于食品、化妆品、生物工程的酶制剂、医药、合成树脂、染料、 农药、日用化工等行业。由于蔗糖酯有极高的安全性能，且具有良好的乳化、分散、增溶等性能，并能使油脂、药 物成份及化妆品其它成份分散

22、稳定，因此蔗糖酯常用于洗发、护发制品、面霜、唇膏等化妆 品及日化制品。此外，以蔗糖酯为主要成份生产的化妆品，可在皮肤表面形成多孔的类脂藻膜， 以保持皮肤水份，滋润护养皮肤。蔗糖酯特别适宜作眼部、面部化妆品乳化剂和乳化稳定剂， 它亦是皮肤优良的润滑剂和保湿成份，用于化妆品能使油脂等化妆品成份均匀乳化、分散、 以及改善化妆品的水洗性能。其亦可防止油脂原料的分层变质，延长制品的货架寿命和使用 期限。19（6）卵磷脂卵磷脂是一种天然生物表面活性剂， 被誉为“脑黄金”、“天然精神安定剂”和“天 然利尿剂”， 不少研究者称之为“ 21 世纪最伟大的保健食品”，20所以在医药、食品、 化妆品、皮革、油漆、造

23、纸和胶片等工业中得到广泛的应用。卵磷脂的主要成分有磷脂酰胆 碱（PC）、磷脂酰胆胺（PE）、磷脂酸和磷酸肌醇（PI）,其为两性分子，在化妆品中能 起到活化皮肤呼吸、保持皮肤湿润和防止雪花膏类干燥等作用。同时还可以提高化妆品的分 散性、起泡能力。另外卵磷脂还可作头发润滑剂,使头发光亮、湿润和柔软。 9四结束语天然性、生物化、疗效性和功能性将是未来化妆品行业的发展方向, 生物工程、高新技 术将得到充分应用。天然性、生物化型化妆品强调一切回归大自然。表面活性剂作为化妆品 中最重要的成分, 为顺应“回归天然”的潮流, 应大力采用天然原料, 尽量不用对皮肤有 刺激性的产品以减少化学成分给人体带来的多种危

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