洗发水配方解析

洗发水配方解析洗发水配方解析摘要：本文对洗发水的质量、洗发水原材料的作用及用量作了评述，并给出了典型的二合一洗发水配方。引言洗发水配方中所用原料品种虽然不是很多，但由于它的体系特殊，是一个集表面活性剂胶团溶液，油性物质的加溶或乳化分散．固体颗粒的悬浮、高分子化合物溶胶等为一体的复杂体系，这种体系的稳定性是有较多问题的。另外人们对洗发水用后头发的手感和梳理性较为敏感，使得洗发水配方设计尤为重要。1．洗发水的质量1．1外观透明洗发水应该清澈透亮，没有沉淀物，即使在0。C时也不出现混浊；乳浊状洗发水应均匀一致，珠光刑需有绸缎般的闪亮珠光。洗发水需有一定的粘稠度，一般粘度应在4000—10000[cp】，并且随温度的变化没有太大差异，这样才会给使用带来方便。1．2稳定性由于洗发水是个复杂的体系，在存放和使用过程中经常出现不稳定情况，主要表现在：粘度下降、透明洗发水出现浑浊或产生沉淀、乳浊珠光型洗发水出现絮状甚至分层、或者硅油上浮、ZPT下沉等。组分之间的相互作用或表面活性剂发生水解，以及微生物引起腐败变质、产品变色等。1．3去污效果与梳理性洗发水应具有一定的去污能力，但去污力不宜太强。一方面头发和头皮表面的污垢较容易去除(头发的相互摩擦尤如“刷子”)，二是如把头发自身分泌的护发油性成分洗去太多，这样不单会损伤头发，而且干燥的头发表面梳理时摩擦力加大，梳理性变得很差。因此，一般希望洗发水的去污力要相对弱一点。人们在洗发时通常是以泡沫来衡量洗发水的用量，当洗发水的泡沫在头发上迅速消失时，人们就会再加一遍洗发水，洗发水用量的增加将提高去污力。因此，高泡的洗发水可以避免洗发的过度脱脂。头发的梳理性一般包括湿梳性和干梳性两个概念。湿梳性通常体现在洗发中及刚洗完时湿发的手感和梳理性。当手指插入头发从发根向发稍运动时，梳理性好的洗发水将给你一种没有阻力的感觉，并且没有所脂能力强、泡沫低，并且不易形成体系粘度高的胶团结构；两性表面活性剂具有很多优点，但价格偏高，也有增粘困难的缺点，因此都不适合作为主体表面活性剂使用。而阴离子表面活性剂一般具有泡沫较高、脱脂去污力适中，体系容易被增粘，价格低廉等优点，是洗发水的首选原料。3．1．1AES(十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠)AES是洗发水最常用的主体表面活性剂，AES的质量与起始原料和生产过程很有关系。首先是平均为十二碳的烷基链，用天然醇和齐格勒法合成醇为起始原料时，碳键为偶数分布；而以羰基合成等方法生产的脂肪醇则含奇碳醇和支链醇。将脂肪醇乙氧基化，EO加成数平均为1、2、3三种。在将十二烷基聚氧乙烯醚硫酸化时，由于磺化反应器的不同、工艺条件的控制好坏等，转化率会在一定范围内变化。一般来讲，70％的AES以含支链醇做的流动性好，水溶解时容易，但增粘效果和泡沫性不如天然醇制得的AES好。EO加成数低的AES泡沫高，但去污力和体系稳定性不如EO加成数高的好。硫酸化转化率低的AES其油及电解质含量均会偏高，将影响洗发水的质量。70％AES在洗发水中的用量一般在10。20％。AES还应注意有害物质二嗯烷的含量。3．1．2LSA(ASA)(十二烷基硫酸铵)十二烷基硫酸钠(K-2)由于对皮肤刺激性大，并且低温水溶性差等缺点，在洗发水中较少使用。而十二烷基硫酸铵(LSA)由于铵盐的低刺激以及极好的发泡能力和低的脱脂力，较多地用于洗发水中。LSA是由脂肪醇硫酸化得来，一般产品用椰子油酸加氢的c12、Cl。混合脂肪醇制备．高档产品也用含量>95％的十二醇作起始原料，其LSA用在洗发水中的稳定性肯定是高含量十二醇制得的好，因为它的水溶性强。LSA的磺化率高低直接影响产品的粘度、泡沫及气味等性能，这是由油(脂肪醇)及盐含量带来的。LSA最大缺点是易水解，这是由于它较脆弱的酯键结构。在pH偏低(<4．5)或高温长时间(>60℃、几十分钟以上)都会造成LSA的水解，由此产生油和无机盐。在pH>7时，LSA将分解放出氨气，所以LSA体系的洗发水pH值应在5-6．5之间。高浓度LSA在水中溶解较困难．因此一般制成25～28％的浓度来使用。LSA由于低温时会以片状晶体析出，所以需要有其它表面活性剂帮助其水溶，或加入二甲苯磺酸盐等水溶助长剂。LSA在洗发水中一般用量以25％浓度计控制在15—30％。3．1．3AESA(十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵)AESA与AES唯一的不同就是一为铵盐一为钠盐，它比AES刺激性低、脱脂率低，比LSA水溶性好、稳定性高。与LSA配合使厢，可获得稳定的高泡体系，一般用量在20-45％(以25％浓度计)。AESA的质量好坏和AES一样，与起始原料及nT．艺过程有关。3．1．46501(Nin01)(椰子油酸二乙醇酰胺)烷醇酰胺系表面活性剂与阴离子表面活性剂复配，一般能增加粘度和起到稳泡的作用二Ninol一般由椰子油酸甲酯与二乙醇胺反应制得，也有用椰子油直接反应得到。前者制得的Ninol副产物少，产品质量高；后者制得的Ninol副产物多，并且含有甘油，其有效物烷醇酰胺含量就低，增粘及稳泡性会差些。根据椰子油酸与二乙醇胺的投料摩尔比不同，又分为1：1、l：1．5、l：2三种类型，l：2型主要用在重垢型洗涤剂中=Ninol也有用棕榈仁油酸制备的，主要是在碳链分布和油酸含量上与椰子油酸有些差异，但总的性能相差不大。Ninol在合成过程中如反应控制不当，会使产物中含较多的二酸胺、二酯酰胺等副产物或未反应的甲酯、油脂，这些物质水溶性差，属于油溶物。1：l型的Ninol油含量问题尤为突出。Ninol在洗发水中的配合用量在2-5％。3．1．5CMEA(椰子油酸单乙醇酰胺)CMEA一般是l：l型的，有椰子油酸醇酰胺和月桂酸醇酰胺之分，后者档次更高。CMEA比之Ninol有更好的增粘稳泡效果，但由于产品中对游离单乙醇胺要求严格，因此价格较高。另外由于它水溶性差，在低活性物含量的产品中容易低温析出，造成产品的不稳定，因此，使用时要十分注意。在洗发水中一般加量为0．5—2％。’对于那些讲究温和的洗发水．表面活性剂还可以采用一些低刺激的品种。如椰子油酰符氨酸盐、椰子油酰肌氨酸盐、丙基甜菜碱、磺基甜菜碱、咪唑啉甜菜碱、MES、吐温、羊毛脂系聚氧乙烯醚、APG等。3．2梳理性改善剂由于洗发水的去污洗净力，一般的润发油性成分和保湿的水溶性成分加在洗发水中都不易发挥作用，它们无法在洗涤后还留在头发上。只有那些不易被表面活性剂洗去的油性成份和那些与头发蛋白具有较强亲合力的化合物才有可能成为洗发水梳理性改善剂。3．2．1高分子阳离子化合物瓜尔胶季铵盐、纤维素季铵盐、聚季铵盐等高分子阳离子表面活性剂，一方面由于它们的阳离子基团“不很曝露在外面”(周围其它基团的空间位阻)，直接与阴离子表面活性剂反应的可能性变小；另一方面高分子中更多的亲水基团始终使分子保持水溶，不会象小分子阳离子表面活性剂那样遇阴离子表面活性剂产生沉淀，这样就使高分子阳离子化合物使用到洗发水中成为可能。也正由于它们的阳离子性并带有许多亲水基团，它们与头发蛋白分子之间有较强的电荷结合和氢键结合，在洗发时不易被洗脱。它们既具有阳离子表面活性剂的性质，又有高分子化合物的特点，因此既具有抗静电作用，又有湿润感，明显改善湿梳理性。并对洗发水的粘度和稳定性提供帮助，提高硅油在头发上的吸附量。一般在洗发水中的用量为0.1-0.5％。3．2-2油性添加物能改善洗发水梳理性的油性物，首先要不易被洗发水洗脱另外还要不影响洗发水的粘度、泡沫、去污力等。这就要求这些油性物不易被表面活性剂胶团加溶、也不易被乳化，而是以较粗的分散体形式存在于洗发水中；在体系中只是相对稳定，一旦遇到新的界面(如毛发表面)就会很快吸附。象油脂类、矿物油类、一般脂肪醇、脂肪酸类油性物，它们虽然有较好的平滑性，可以使头发滑润，降低头发的摩擦力．但都较易被表面活性剂胶团加溶或乳化，影响洗发水的泡沫或使洗发水变稀。高碳链的脂肪醇(≥16个碳)由于其熔点高，在洗发水冷却过程中会从加溶状态析出成为分散状态，对洗发水泡沫影响力变小，是较理想的平滑柔软剂，用量在0．5～1．0％范围。有时为了降低洗发水的脱脂力，适当加入少量如GTCC、氢化聚癸烯等油性物质，对改善梳理性是有帮助的。硅油是一类非常好的平滑剂，能极大地降低摩擦阻力。由于小分子量的二甲基硅氧烷是优异的消泡剂，所以用于洗发水中的硅油必须是大分子量的高粘硅油。同样，为了使硅油在洗发时不易被洗掉，就要求硅油以一定的颗粒度分散存在于洗发水中，太大的粒子容易上浮，太细的粒子预示着稳定的乳状液，在头发上吸附的倾向性就弱，吸附量降低。硅油在洗发水中的添加量在1-2％。氨基硅乳虽然具有优异的柔软效果，但对洗发水体系的稳定性影响较大，加入时要特别注意。3．3珠光剂作为洗发水珠光剂的硬脂酸乙二醇酯，有双酯与单酯的不同，双酯形成的珠光细腻，质感强，单酯形成的珠光明显但粗糙。硬脂酸乙二醇酯在洗发水体系中，温度高时以被加溶或乳液态存在，当温度低时以片状晶体析出，由于它的折光率与水溶液相差较多，我们能看到一点点光反射的亮点，那就是通常说的珠光。珠光剂在洗发水中结晶得不好，不但珠光不明显，而且也会极大地降低洗发水的泡沫。另一种珠光浆产品，虽然也是硬脂酸乙二醇酯与表面活性剂的体系，但它是在特定的体系、特定的工艺条件下完成。珠光晶体的析出率高，珠光显露好，加在洗发水中对泡沫影响就小。珠光剂在洗发水中也具有一定的改善梳理性效果，但不是很有感觉。珠光剂的使用量为0．5～2％，而含15％硬脂酸乙二醇酯的珠光浆在洗发水中的用量为2—6％，可以达到同等的珠光效果，这时硬脂酸乙二醇酯在洗发水中的含量仅为(2—6％)X15％=0-3—0．9％。加珠光浆的洗发水其稳定性不如直接加珠光剂的好。3．4其它添加物3．4．1pH调节和缓冲剂洗发水的酸碱度一般控制在与人体皮肤接近的弱酸性范围，而许多表面活性剂是偏碱性的，所以常用柠檬酸来调节pH。一方面这种有机酸和碱中和后生成的盐不象无机盐那样电解质效应强，另一方面它还具有螯合剂的功效，有利于洗发水的稳定。当然用稀释了的盐酸、磷酸调整pH也是可行的，但要注意整个体系无机盐含量的适中。对于易发生水解的LSA、AESA表面活性剂组成的洗发水体系，就需要有pH缓冲剂了，可以用NaH2P04和Na2HP04配对，将pH缓冲在5．5—6．5范围，这样即使LSA有少量水解．体系pH也不会急剧下降，从而缓解LSA的进一步水解。3．4．2粘度调节剂洗发水为浓表面活性剂胶团溶液体系，电解质的加入可使胶团往大的方向发展，当表面活性剂达到一定浓度时，洗发水中加入NaCl这样的电解质可以使胶团增大，体系粘度得以提高，但电解质含量过高，粘度又将下降，太高的电解质还会造成表面活性剂的析出和珠光洗发水的分层。铵盐型的表面活性剂体系也可用NH4C1来调节粘度。洗发水的增粘剂有时也有用高分子化合物，如双硬脂酸聚二乙醇(E0150)酯、羟乙基纤维素等。为了让洗发水的粘度控制在一定范嗣内，有时洗发水中要加人一些降粘剂。小分子有机极性物质是表面活性剂的加溶剂，有利于表面活性剂在水中的溶解，使表面活性剂胶束变小，从而使洗发水的粘度降低。在洗发水中常用的二甲苯磺酸盐就是一例。有些洫眭物质在被加溶或被乳化的过程中较大地影响表面活性剂胶束形态，使洗发水变稀，如氢化聚癸烯等。当然，另外一些油性物质的加入可以改善洗发水体系粘度随温度下降而变稠的缺点，增加了洗发水的低温流动性。3．4．3香精和防腐剂香精是一种十分复杂的混合物，用于洗发水的香精必须考虑其香精成分容易被表面活性剂胶团加溶，而膏霜香精、香水香精则不必如此。所以洗发水要用专门的香精，不然会使洗发水出现消泡、降粘、浑浊或分层等现象。香精在洗发水中是否会变色也是应该值得关注的问题。洗发水中香精用量一般在0．4一1．0％，低了盖不住原料的不愉快气味。尼泊金酯类防腐剂在洗发水中是进入胶团的，这会降低它的防腐效能，因为它进入菌的细胞膜的机会减少了。苯甲酸适合在pH<5的场合使用。它与苯甲醇配合可以使用在低pH的洗发水中。Kathon在洗发水中防腐较为有效，但要注意其杂质会对头皮带来的刺激和毒性。DMDM海因也是洗发水常用的防腐剂。Bronopol在温度高时易和金属反应而失效变色(包括和不锈钢反应)，因此加入温度要<50。C。Germall防腐剂对细菌效果好而对真菌抑制能力差，需和Kathon或尼泊金酯类配合使用，加入温度也不宜高。甲醛因对跟睛有害，所以不能使用。4．典型二合一洗发水配方配方一LSA(25％)20％AESA(70％)15％CMEA1％十八醇0．8％珠光双酯1．8％GTCC0．2％大粒径乳化硅油(50％)4％J