《表面活性劑大作業(yè)》表面活性劑在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 表面活性劑課程大作業(yè)（論文）表面活性劑在化妝品行業(yè)中應(yīng)用Application of surfactant in cosmetics學(xué) 院： 化工與環(huán)境生命學(xué)部 專 業(yè)： 精細(xì)化工 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 表面活性劑在化妝品行業(yè)中應(yīng)用摘 要本文綜述了化妝品用表面活性劑的分類，特點(diǎn)，功能（如潤(rùn)濕、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗滌去污等功能）以及具體應(yīng)用，并討論了表面活性劑在化妝品行業(yè)的安全性要求，并對(duì)其在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：表面活性劑；化妝品；功能；應(yīng)用Application of surfa

2、ctant in cosmeticsHan Youxin(Dalian University of technology, Faculty of Chemical,Environmental and Biological Science and Technology, Dalian,Liaoning)Abstract This paper reviews the cosmetic classification, surfactant characteristics, function (such as wetting, dispersion, emulsification, solubiliz

3、ation, foaming, defoaming and detergency and other functions) and the specific application, and discusses the safety of surface active agent in the cosmetics industry, and outlooks its application in cosmetics industry .Keywords: Surfactant；Cosmetics；Function；Application引 言表面活性劑分子包括極性親水基和非極性親油基兩個(gè)部分，

4、由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表面活性劑具有潤(rùn)濕、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、洗滌、殺菌等一系列獨(dú)特的作用和功能，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、化妝品、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、紡織、選礦、油田化學(xué)品、造紙、皮革等工業(yè)領(lǐng)域及生活領(lǐng)域，其中化妝品行業(yè)是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域1?；瘖y品是以涂抹、噴灑或其他類似方法施于人體表面( 如表皮、毛發(fā)、指甲和嘴唇等)，起到清潔、保養(yǎng)和美化或消除不良?xì)馕蹲饔玫漠a(chǎn)品?；瘖y品不僅是科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，而且是一種知識(shí)密集型的高科技產(chǎn)品?；瘖y品由基質(zhì)和輔料組成，基質(zhì)是指具有主要功能的物質(zhì)，如油脂、蠟、粉類、膠質(zhì)類、溶劑類 ( 水、醇、酯等)；而輔料則為賦予化妝品成型、穩(wěn)定或色香等的物質(zhì)，表面活性劑

5、則是輔料中最為重要的成分之一。因?yàn)榛瘖y品直接作用于人身體的皮膚表面，對(duì)皮膚的生理組織有重要的影響，所以化妝品的安全性是必需確保的2，隨著科技發(fā)展，社會(huì)生活水平提高，人們使用化妝品的安全意識(shí)不斷加強(qiáng)。在化妝品研發(fā)過程中，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能及技術(shù)的要求也在日益提高，作為化妝品主要原料的表面活性劑，其安全應(yīng)用3與最新研究進(jìn)展一直備受關(guān)注。1 化妝品用表面活性劑分類及特點(diǎn)表面活性劑的作用主要表現(xiàn)在改變液體的表（界）面性質(zhì)。表面活性劑可以大大降低溶劑的表（界）面張力，使體系的表（界）面狀態(tài)發(fā)生明顯的變化，從而使化妝品具備一定的功能或呈現(xiàn)特定的狀態(tài)4。由于化妝品直接跟人體接觸 所以對(duì)化妝品用表面活性劑的要求

6、需高于洗滌用品等領(lǐng)域，如較高的安全性、低刺激性、具有一定的功能、滿足特定的衛(wèi)生指標(biāo)等。適用于化妝品的主要是特殊表面活性劑，如硅氧烷表面活性劑、硅酮表面活性劑和生物表面活性劑等。根據(jù)離子型態(tài)可以分為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子表面活性劑1。根據(jù)原料來源不同，化妝品用表面活性劑又可簡(jiǎn)單劃分為合成表面活性劑、天然表面活性劑、和生物表面活性劑。1.1 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑主要有單烷基磷酸酯鹽、羧酸鹽和油?；谆；撬猁}等。其特點(diǎn)是洗凈、去污能力強(qiáng)，在化妝品中主要起清潔、潤(rùn)濕、乳化和發(fā)泡的作用，再加上特有的皮膚親和性，能夠滿足毛發(fā)洗凈劑的要求，可應(yīng)用于洗面奶、沐

7、浴露、洗發(fā)香波以及嬰幼兒洗滌用品中5。硫酸酯鹽表面活性劑具有良好的潤(rùn)濕力、乳化力和去污力；烷基磷酸酯鹽類表面活性劑具有優(yōu)良的乳化、洗滌、抗靜電和消泡作用；Gemini型陰離子表面活性劑具有優(yōu)良的表面化學(xué)性能、良好的分散、乳化、潤(rùn)濕及去污能力、對(duì)電解質(zhì)不敏感和低的刺激性等，與其他表面活性劑復(fù)配可產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng)，可降低表面活性劑的使用量8。1.2 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑主要為高碳烷基的伯、仲、叔胺和季銨鹽，如十八烷基三甲基氯化銨、C12 14 烷基二甲基芐基氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨等，其特點(diǎn)是具有較好的殺菌性與抗靜電性，在化妝品中起柔軟、抗靜電、防水和固色的作用。其中，季銨化合

8、物是化妝品中應(yīng)用最為廣泛的陽離子表面活性劑，該類化合物對(duì)皮膚和頭發(fā)表現(xiàn)出一種強(qiáng)烈的直接性，能使頭發(fā)更易梳理，從而改善頭發(fā)的感覺和光澤。用于護(hù)發(fā)用品的季銨化合物還可以用作殺菌劑，長(zhǎng)鏈烷基酰胺丙基季銨鹽具有優(yōu)良的親水性、溫和性和生物降解性。1.3 兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑同時(shí)攜帶正負(fù)離子電荷,其本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定了它具有許多優(yōu)異的性能:低毒性、對(duì)皮膚和眼睛的低刺激性、極好的耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性、良好的生物降解性、柔軟性和抗靜電性、殺菌性和抑霉性以及良好的配伍性等。兩性離子表面活性劑是一類產(chǎn)量較小但適于用作化妝品的配料,除了表面活性外，還賦予產(chǎn)品溫和低毒的性質(zhì)。迄今為止，絕大多數(shù)

9、兩性離子表面活性劑都是基于椰子油、棕桐仁油與其脂肪酸的產(chǎn)品。兩性離子表面活性劑的產(chǎn)量較小，因此常視為專用化學(xué)品。1969年首次將兩性離子表面活性劑用作香波配料以來，它們已在護(hù)膚和護(hù)發(fā)化妝品中占據(jù)重要地位，后來也被用于餐具洗滌劑、家用凈洗劑中6。兩性離子表面活性劑在化妝品中起柔軟、抗靜電、乳化、分散和殺菌的作用，可用作香波的起泡劑和護(hù)發(fā)劑。近幾年國(guó)內(nèi)研究的兩性表面活性劑類型主要有:氨基酸型表面活性劑、咪唑啉型表面活性劑和甜菜堿型表面活性劑8。1.4 非離子表面活性劑非離子表面活性劑以在水溶液中不離解的醚基為主要親水基，具有優(yōu)異的潤(rùn)濕和洗滌功能，又可與其他離子型表面活性劑復(fù)配使用。諸多優(yōu)點(diǎn)使得非離

10、子表面活性劑從20世紀(jì)70 開始發(fā)展很快，包括聚氧乙烯類非離子表面活性劑、多元醇類非離子表面活性劑、嵌段聚醚型非離子表面活性劑和甾醇衍生的非離子表面活性劑。這類表面活性劑安全性好，對(duì)皮膚溫和、無刺激性，具有良好的乳化、增溶能力，穩(wěn)定性高，與其他類型表面活性劑相容性好7。許多資料證實(shí)非離子表面活性劑的安全性，這也是其在化妝品中應(yīng)用的主要原因之一8。它主要用作乳化劑，特別是乙氧基化的表面活性劑可用作O/W型乳化劑。此外，還可以用作油性組分的增溶劑。另外，一些特殊的表面活性劑主要用作護(hù)發(fā)香波、浴制劑中起泡沫穩(wěn)定作用的輔助表面活性劑。1.5 天然表面活性劑天然表面活性劑主要以自然中各種特殊植物為原料載

11、體，從中提取相關(guān)物質(zhì)來作為原材料的一類表面活性劑，其出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)種類生產(chǎn)過程中的多種弊端，如：能源消耗、生態(tài)污染、表面活性劑的安全性不可控等。然而促使天然表面活性劑誕生的因素不僅只有能源等問題，也依賴于當(dāng)時(shí)生物性技術(shù)、油脂分離技術(shù)、植物品種的改良技術(shù)、增產(chǎn)技術(shù)等多種高端技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，以及新抗氧化劑的研發(fā)和天然油脂的易腐敗等問題的解決9。化妝品所用的天然表面活性劑主要包括磷脂類表面活性劑、氨基酸表面活性劑、蔗糖酯和一些生物表面活性劑。其特點(diǎn)是安全性能好，綠色環(huán)保，是在化妝品應(yīng)用中極具潛力的一類表面活性劑。1.6 生物表面活性劑生物表面活性劑與化學(xué)合成的表面活性劑相似也是一種兩親分子，具

12、有非極性的疏水基團(tuán)和極性的親水基團(tuán)，其特點(diǎn)有：生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，常溫、常壓下即可發(fā)生反應(yīng)，生成設(shè)備要求不高；生產(chǎn)原料來源廣闊且價(jià)廉，可以從工業(yè)廢料和農(nóng)副產(chǎn)品中獲得9。而且它具有一些其它表面活性劑不具備的特殊優(yōu)點(diǎn)，即其產(chǎn)品不具有致毒的性質(zhì)，對(duì)生態(tài)自然、人體都是零危害，它不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境破壞相反還可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行凈化以及對(duì)一些廢物重新加工后再運(yùn)用，克服了其他表面活性劑缺陷并將它們的優(yōu)點(diǎn)更好的集中體現(xiàn)了出來，在化妝品中的應(yīng)用發(fā)展非常迅速。主要分類包括：槐糖脂、海藻糖脂、脂蛋白、脂肽、脂雜多糖、脂多糖復(fù)合物、蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物等。2 化妝品用表面活性劑功能應(yīng)用2.1 乳化作用乳狀液是化妝品中最常見的一種劑型，

13、如膏霜、乳液等。使用乳化劑可以將不相溶的油相和水相混合形成均勻的混合體。借助乳化劑可將微量有效成分均勻涂敷于皮膚上增強(qiáng)化妝品的使用效果。根據(jù)使用目的，選擇合適的乳化劑制備合適的乳狀液十分重要。乳化劑是乳狀液形成和穩(wěn)定存在的關(guān)鍵，實(shí)際生產(chǎn)中常根據(jù)HLB值大小選擇乳化劑；另外還根據(jù)欲得乳狀液類型選擇乳化劑；所用油相不同對(duì)乳化劑的HLB值要求也不同，乳化劑HLB值應(yīng)該與被乳化的油相所需一致。表2.1 幾種表面活性劑的HLB值表面活性劑類型HLB值油鈉酸陰離子18.0月桂基硫酸鈉陰離子40.0失水山梨醇三硬脂酸酯（Span65）非離子2.1失水山梨醇單月桂酸酯非離子8.6甘油單硬脂酸酯非離子3.8月桂

14、醇聚氧乙烯醚非離子10.82.2 增溶作用在化妝品行業(yè)中，增溶劑主要用于化妝水、生發(fā)油、養(yǎng)發(fā)劑等產(chǎn)品生產(chǎn)中。由于化妝品中油性成分在結(jié)構(gòu)與極性上相異，增溶原理也不盡相同，所以需選用最適宜的表面活性劑作增溶劑，增溶劑應(yīng)以HLB值在1518之間，增溶量大，五毒無刺激為最佳1。就表面活性劑的刺激性和毒性而言，非離子型表面活性劑的小于離子型。例如，聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯失水山梨醇、聚甘油脂肪酸酯等非離子表面活性劑以及蓖麻油基的兩性衍生物局可以達(dá)到較好的增溶效果?；瘖y水的增溶對(duì)象是香料時(shí)，應(yīng)該用烷基聚氧乙烯醚增溶。2.3 分散作用使非水溶性物質(zhì)在水中形成微粒且呈均勻分散狀態(tài)的現(xiàn)象稱作

15、分散作用。用作分散劑的表面活性劑的多為乳化劑，如脂肪醇聚氧乙烯醚具有良好的分散性能，此外，兩性表面活性劑以其良好的洗滌性、生物降解性，溫和、低毒、低刺激性等優(yōu)點(diǎn)也廣泛應(yīng)用于化妝品制造中。Kameyama10等考察了卵磷脂EYCP/ C8G1 /H2O三元體系相行為，在一定溫度和濃度范圍內(nèi)，類脂物可完全增溶于C8G1的膠束中形成澄清的膠束溶液從而起到良好分散效果。2.4 起泡和洗凈作用泡沫是一種氣液完全混合的多孔膜狀多分散體系，其中液相是連續(xù)相，氣相是非連續(xù)相。表面活性劑能降低溶液的表面張力，使整個(gè)體系表面能降低，從熱力學(xué)角度上講，有利于泡沫產(chǎn)生。所以，表面活性劑常用作起泡劑11。起泡劑常分為兩

16、類：一類是陰離子表面活性劑，例如十二烷基硫酸鈉（SDS）、-烯烴磺酸鹽（AOS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）、十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）、脂肪酸皂等；另一類是非離子表面活性劑，如脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）等。作為清潔用的化妝品有香波、沐浴露和洗面奶等，除要求具有清潔、發(fā)泡和潤(rùn)濕功能外，主要考慮對(duì)皮膚的溫和性，要求表面活性劑不損傷表皮細(xì)胞，不和皮膚的蛋白質(zhì)發(fā)生作用，不滲透到皮膚中，使皮膚油脂及皮膚保持正常狀態(tài)。2.5 潤(rùn)濕和滲透作用保濕等輔助成分對(duì)任何一類化妝品都相當(dāng)重要，所以化妝品用表面活性劑的潤(rùn)濕和滲透性能對(duì)于改善一款產(chǎn)品的綜合表現(xiàn)顯得舉足輕重。用作潤(rùn)濕劑的主要是生物表面活性劑，如磷

17、脂作為生物細(xì)胞重要組成部分，可以在細(xì)胞代謝和細(xì)胞膜滲透性調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要作用12，具有良好的保濕性；濃度為1mol/L的槐糖脂可使皮膚具有柔軟和濕潤(rùn)的膚感，已被日本花王公司開發(fā)為一種保濕劑Sofina；殼聚糖也具有優(yōu)越的保濕性、抗菌性和生物活性以及優(yōu)良的配伍性等，可以用來改善皮膚的調(diào)節(jié)性3。3 化妝品用表面活性劑的安全性要求影響表面活性劑安全性的因素主要有:種類：從宏觀角度來看，任何一類表面活性劑都可以在化妝品中起到一定的作用，因?yàn)樗鼈兓蚨嗷蛏俣季哂斜砻婊钚詣┑囊恍┩ㄐ?，如降低表面張力、乳化和去油等作用。但從安全性角度來看，并非具有這些功能的表面活性劑都可以用在化妝品中。如烷基磺酸鹽雖然具有良

18、好的化學(xué)穩(wěn)定性、發(fā)泡性和非凡的洗滌力，但大量醫(yī)學(xué)研究報(bào)告顯示，烷基磺酸鹽對(duì)人的皮膚有較強(qiáng)的脫脂和刺激作用，會(huì)損壞發(fā)質(zhì)和使皮膚繃緊8。純度：成分單一、不參雜任何雜質(zhì)的表面活性劑才是安全的13。由于技術(shù)的進(jìn)步，各種表面活性劑的合成和改性方法的不斷增多以及工藝技術(shù)的差異都有可能引起產(chǎn)品純度的變化。表面活性劑是化妝品中最重要的成分，其生物降解性和降解產(chǎn)物的安全性以及對(duì)皮膚的刺激性直接關(guān)系到洗滌劑的生態(tài)環(huán)境及使用性能?；瘖y品對(duì)表面活性劑的衛(wèi)生指標(biāo)主要包括重金屬含量、微生物數(shù)量以及國(guó)際明令禁止的物質(zhì)和其他有毒物質(zhì)的含量等?；瘖y品是直接與人體皮膚大面積接觸的一類產(chǎn)品，所以對(duì)其衛(wèi)生性能的要求比其他行業(yè)要高得多

19、。例如：烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)是一類非離子表面活性劑，是高效的潤(rùn)濕劑和乳化劑。歐洲理事會(huì)第 76/769/EEC 號(hào)指令中的有關(guān)于限制某些有毒物質(zhì)的銷售、使用和制備的第26號(hào)修正案，指出在各個(gè)領(lǐng)域中使用的壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚的限量必須從1%下降到0.1%，而壬基酚聚氧乙烯醚是APEO的主要產(chǎn)品，因此應(yīng)開發(fā)和使用性能優(yōu)越、生態(tài)友好的表面活性劑。4 化妝品用表面活性劑的應(yīng)用趨勢(shì)在世界化妝品工業(yè)中，品類豐富、性能各異的表面活性劑正在發(fā)揮越來越大的作用。21世紀(jì)的化妝品工業(yè)將充分融合當(dāng)代各個(gè)學(xué)科的高新科技成果，提高化妝品的安全性、功效性和環(huán)保性。4.1 加強(qiáng)化妝品用表面活性劑的理論研究目前，

20、國(guó)內(nèi)化妝品業(yè)界甚至國(guó)際大型研究機(jī)構(gòu)對(duì)化妝品的流變學(xué)特性14以及感官評(píng)價(jià)之間的關(guān)系等方面的理論研究還不充分。兩者與表面活性劑的選取和使用也處在初級(jí)應(yīng)用階段。因此，大力開發(fā)性能優(yōu)異、使用安全的表面活性劑等原料并積極開展相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究，是化妝品行業(yè)亟待突破的主要熱點(diǎn)問題。4.2 新型綠色表面活性劑的開發(fā)應(yīng)用表面活性劑從傳統(tǒng)品種向天然型、環(huán)保型、功能型方向發(fā)展是未來綠色表面活性劑研究的主要方向。大量采用單一的、不添加任何雜質(zhì)的天然原料（如天然提取液、中草藥提取液、動(dòng)物提取液及生物制劑）等將是今后表面活性劑開發(fā)、應(yīng)用的主要趨勢(shì)。發(fā)展此類表面活性劑不僅可以有效地避免有害物質(zhì)對(duì)皮膚的刺激，提高產(chǎn)品的安全

21、性，還能從源頭上消除表面活性劑對(duì)環(huán)境帶來的污染。綠色健康性表面活性劑則主要有天然型和生物型兩類。其中生物表面活性劑又是最新且具有潛力的一種綠色環(huán)保型表面活性劑3。生物表面活性劑以其生產(chǎn)原料來源廣闊、價(jià)廉、表面活性高、乳化能力強(qiáng)、起泡性好、無毒、環(huán)境友好、能被生物完全降解、生物相容性好、不致敏、可消化等優(yōu)點(diǎn)備受工業(yè)者的青睞。但當(dāng)下生產(chǎn)過程經(jīng)濟(jì)成本較高，與合成表面活性劑的經(jīng)濟(jì)成本有4-5倍的差距，大量生產(chǎn)不符合經(jīng)濟(jì)性原則。生物表面活性劑在未來需要討論的難題就是如何在其生產(chǎn)成本上解決經(jīng)濟(jì)效益的問題。生物表面活性劑的研發(fā)順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，響應(yīng)了綠色環(huán)保的號(hào)召，更滿足了人們對(duì)化妝品綠色健康的期許，將是未

22、來興起化妝品行業(yè)變革的主要表面活性劑之一。當(dāng)生物研究中的干細(xì)胞處理技術(shù)及核酸技術(shù)等新興技術(shù)突破研發(fā)難關(guān)，解決市場(chǎng)銷售價(jià)格高昂?jiǎn)栴}后，化妝品行業(yè)就會(huì)迎來一個(gè)全新的時(shí)代。參 考 文 獻(xiàn)1 吳望波, 趙莉, 張華濤, 徐寶財(cái). 表面活性劑的性能與應(yīng)用()表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用J. 日用化學(xué)工業(yè). 2016, 46(02):75-79. 2 王學(xué)川,任龍芳,強(qiáng)濤濤. 表面活性劑及其在化妝品中的應(yīng)用J. 日用化學(xué)品科學(xué). 2006,(05):17-21.3 牛曉娜, 王紹君, 王建生, 代紅靈. 表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用與安全研究進(jìn)展J. 中國(guó)洗滌用品工業(yè). 2012,(12):83-86. 4 張建民. 表面活性劑在化妝品中的應(yīng)用J. 日用化學(xué)品科學(xué). 2008,(10):43-48.5 徐星喜. 陰離子表面活性劑的應(yīng)用于創(chuàng)新