Загустители являются скелетной структурой и основой различных косметических формул и имеют решающее значение для внешнего вида, реологических свойств, стабильности и ощущения кожи продуктов. Выберите наиболее часто используемые и репрезентативные различные типы загустителей, приготовьте их в виде водных растворов с различными концентрациями, проверьте их физические и химические свойства, такие как вязкость и pH, и используйте количественный описательный анализ для проверки их внешнего вида, прозрачности и множественных ощущений кожи во время и после использования. Были проведены сенсорные тесты на индикаторах, и был проведен поиск литературы для обобщения и резюмирования различных типов загустителей, которые могут предоставить определенную ссылку для разработки косметической формулы.
1. Описание загустителя
Существует множество веществ, которые можно использовать в качестве загустителей. С точки зрения относительной молекулярной массы существуют низкомолекулярные загустители и высокомолекулярные загустители; с точки зрения функциональных групп существуют электролиты, спирты, амиды, карбоновые кислоты и сложные эфиры и т. д. Подождите. Загустители классифицируются в соответствии с методом классификации косметического сырья.
1. Низкомолекулярный загуститель
1.1.1 Неорганические соли
Система, которая использует неорганическую соль в качестве загустителя, обычно представляет собой систему поверхностно-активного водного раствора. Наиболее часто используемым загустителем неорганической соли является хлорид натрия, который имеет очевидный эффект загущения. Поверхностно-активные вещества образуют мицеллы в водном растворе, а присутствие электролитов увеличивает количество ассоциаций мицелл, что приводит к преобразованию сферических мицелл в стержневые мицеллы, увеличивая сопротивление движению и, таким образом, увеличивая вязкость системы. Однако, когда электролита слишком много, он влияет на мицеллярную структуру, уменьшает сопротивление движению и уменьшает вязкость системы, что является так называемым «высаливанием». Поэтому количество добавляемого электролита обычно составляет 1%-2% по массе, и он работает вместе с другими типами загустителей, делая систему более стабильной.
1.1.2 Жирные спирты, жирные кислоты
Жирные спирты и жирные кислоты являются полярными органическими веществами. В некоторых статьях их рассматривают как неионогенные поверхностно-активные вещества, поскольку они имеют как липофильные, так и гидрофильные группы. Наличие небольшого количества таких органических веществ оказывает значительное влияние на поверхностное натяжение, omc и другие свойства поверхностно-активного вещества, и величина эффекта увеличивается с длиной углеродной цепи, как правило, в линейной зависимости. Принцип его действия заключается в том, что жирные спирты и жирные кислоты могут вставлять (присоединять) мицеллы поверхностно-активного вещества, способствуя образованию мицелл. Эффект водородной связи между полярными головками заставляет две молекулы располагаться близко на поверхности, что значительно изменяет свойства мицелл поверхностно-активного вещества и достигает эффекта загущения.
2. Классификация загустителей
2.1 Неионогенные поверхностно-активные вещества
2.1.1 Неорганические соли
Хлорид натрия, хлорид калия, хлорид аммония, хлорид моноэтаноламина, хлорид диэтаноламина, сульфат натрия, тринатрийфосфат, динатрийгидрофосфат и триполифосфат натрия и т. д.;
2.1.2 Жирные спирты и жирные кислоты
Лауриловый спирт, миристиловый спирт, спирт C12-15, спирт C12-16, дециловый спирт, гексиловый спирт, октиловый спирт, цетиловый спирт, стеариловый спирт, бегениловый спирт, лауриновая кислота, кислота C18-36, линолевая кислота, линоленовая кислота, миристиновая кислота, стеариновая кислота, бегеновая кислота и т. д.;
2.1.3 Алканоламиды
Коко-диэтаноламид, коко-моноэтаноламид, коко-моноизопропаноламид, кокамид, лауроил-линолеоил диэтаноламид, лауроил-миристоил диэтаноламид, изостеарил диэтаноламид, линолевой диэтаноламид, кардамоновый диэтаноламид, кардамоновый моноэтаноламид, диэтаноламид масла, пальмовый моноэтаноламид, касторовый моноэтаноламид, кунжутный диэтаноламид, соевый диэтаноламид, стеариловый диэтаноламид, стеариновый моноэтаноламид, стеариловый моноэтаноламид стеарат, стеарамид, моноэтаноламид жира, диэтаноламид зародышей пшеницы, ПЭГ (полиэтиленгликоль)-3 лаурамид, ПЭГ-4 олеамид, ПЭГ-50 амид жира и т. д.;
2.1.4 Эфиры
Цетиловый эфир полиоксиэтилена (3), изоцетиловый эфир полиоксиэтилена (10), лауриловый эфир полиоксиэтилена (3), лауриловый эфир полиоксиэтилена (10), Полоксамер-n (этоксилированный эфир полиоксипропилена) (n=105, 124, 185, 237, 238, 338, 407) и т. д.;
2.1.5 Эфиры
ПЭГ-80 глицериловый жирный эфир, ПЭГ-8ППГ (полипропиленгликоль)-3 диизостеарат, ПЭГ-200 гидрогенизированный глицерилпальмитат, ПЭГ-n (n=6, 8, 12) пчелиный воск, ПЭГ-4 изостеарат, ПЭГ-n (n=3, 4, 8, 150) дистеарат, ПЭГ-18 глицерилолеат/кокоат, ПЭГ-8 диолеат, ПЭГ-200 глицерилстеарат, ПЭГ-n (n=28, 200) глицерилмасло ши, ПЭГ-7 гидрогенизированное касторовое масло, ПЭГ-40 масло жожоба, ПЭГ-2 лаурат, ПЭГ-120 метилглюкозы диолеат, ПЭГ-150 пентаэритритстеарат, ПЭГ-55 пропиленгликольолеат, ПЭГ-160 сорбитантриизостеарат, ПЭГ-n (n=8, 75, 100) стеарат, ПЭГ-150/децил/SMDI сополимер (полиэтиленгликоль-150/децил/метакрилат сополимер), ПЭГ-150/стеарил/SMDI сополимер, ПЭГ-90. изостеарат, ПЭГ-8ППГ-3 дилаурат, цетилмиристат, цетилпальмитат, C18-36 этиленгликолевая кислота, стеарат пентаэритрита, бегенат пентаэритрита, стеарат пропиленгликоля, бегениловый эфир, цетиловый эфир, глицерилтрибегенат, глицерилтригидроксистеарат и т. д.;
2.1.6 Оксиды аминов
Оксид миристиламина, оксид изостеариламинопропиламина, оксид аминопропиламина кокосового масла, оксид аминопропиламина зародышей пшеницы, оксид аминопропиламина сои, оксид лауриламина ПЭГ-3 и т. д.;
2.2 Амфотерные поверхностно-активные вещества
Цетилбетаин, кокоаминосульфобетаин и т.д.;
2.3 Анионные поверхностно-активные вещества
Олеат калия, стеарат калия и т.д.;
2.4 Водорастворимые полимеры
2.4.1 Целлюлоза
Целлюлоза, целлюлозная камедь,карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, цетилгидроксиэтилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, формазановая основа целлюлозы, карбоксиметилцеллюлоза и т.д.;
2.4.2 Полиоксиэтилен
ПЭГ-n (n=5М, 9М, 23М, 45М, 90М, 160М) и т.д.;
2.4.3 Полиакриловая кислота
Акрилаты/C10-30 алкилакрилат кроссполимер, акрилаты/цетилэтокси(20) итаконат сополимер, акрилаты/цетилэтокси(20) метилакрилаты сополимер, акрилаты/тетрадецилэтокси(25) акрилат сополимер, акрилаты/октадецилэтокси(20) итаконат сополимер, акрилаты/октадеканэтокси(20) метакрилат сополимер, акрилат/окарилэтокси(50) акрилат сополимер, акрилат/ВА кроссполимер, ПАК (полиакриловая кислота), сшитый полимер акрилата натрия/винилизодеканоата, карбомер (полиакриловая кислота) и его натриевая соль и т. д.;
2.4.4 Натуральный каучук и его модифицированные продукты
Альгиновая кислота и ее соли (аммонийная, кальциевая, калиевая), пектин, гиалуронат натрия, гуаровая камедь, катионная гуаровая камедь, гидроксипропилгуаровая камедь, трагакантовая камедь, каррагинан и его (кальциевая, натриевая) соль, ксантановая камедь, склеротиновая камедь и т. д.;
2.4.5 Неорганические полимеры и их модифицированные продукты
Алюмосиликат магния, кремнезем, силикат магния натрия, гидратированный кремнезем, монтмориллонит, силикат магния лития натрия, гекторит, монтмориллонит стеариламмония, гекторит стеариламмония, соль четвертичного аммония -90 монтмориллонита, монтмориллонит четвертичного аммония -18, гекторит четвертичного аммония -18 и т. д.;
2.4.6 Другое
Сшитый полимер декадиена ПВМ/МА (сшитый полимер поливинилметилового эфира/метилакрилата и декадиена), ПВП (поливинилпирролидон) и т. д.;
2.5 Поверхностно-активные вещества
2.5.1 Алканоламиды
Наиболее часто используется кокосовый диэтаноламид. Алканоламиды совместимы с электролитами для загущения и дают наилучшие результаты. Механизм загущения алканоламидов заключается во взаимодействии с мицеллами анионного поверхностно-активного вещества с образованием неньютоновских жидкостей. Различные алканоламиды имеют большие различия в производительности, и их эффекты также различаются при использовании по отдельности или в сочетании. В некоторых статьях сообщается о загущающих и пенообразующих свойствах различных алканоламидов. Недавно было сообщено, что алканоламиды имеют потенциальную опасность образования канцерогенных нитрозаминов при их изготовлении в косметике. Среди примесей алканоламидов есть свободные амины, которые являются потенциальными источниками нитрозаминов. В настоящее время нет официального мнения индустрии личной гигиены о том, следует ли запрещать алканоламиды в косметике.
2.5.2 Эфиры
В рецептуре с жирным спиртом полиоксиэтиленовым эфиром сульфата натрия (AES) в качестве основного активного вещества, как правило, только неорганические соли могут использоваться для регулировки соответствующей вязкости. Исследования показали, что это связано с присутствием несульфатированных этоксилатов жирных спиртов в AES, которые вносят значительный вклад в загущение раствора поверхностно-активного вещества. Углубленные исследования показали, что: средняя степень этоксилирования составляет около 3EO или 10EO, чтобы играть наилучшую роль. Кроме того, загущающий эффект этоксилатов жирных спиртов во многом связан с шириной распределения непрореагировавших спиртов и гомологов, содержащихся в их продуктах. Когда распределение гомологов шире, загущающий эффект продукта слабый, и чем уже распределение гомологов, тем больший загущающий эффект можно получить.
2.5.3 Эфиры
Наиболее часто используемые загустители — это сложные эфиры. Недавно за рубежом появились сообщения о диизостеарате ПЭГ-8ППГ-3, диизостеарате ПЭГ-90 и дилаурате ПЭГ-8ППГ-3. Этот вид загустителя относится к неионным загустителям, в основном используемым в системах водных растворов поверхностно-активных веществ. Эти загустители нелегко гидролизуются и имеют стабильную вязкость в широком диапазоне pH и температуры. В настоящее время наиболее часто используется дистеарат ПЭГ-150. Сложные эфиры, используемые в качестве загустителей, обычно имеют относительно большую молекулярную массу, поэтому они обладают некоторыми свойствами полимерных соединений. Механизм загустевания обусловлен образованием трехмерной гидратационной сети в водной фазе, тем самым включая мицеллы поверхностно-активных веществ. Такие соединения действуют как смягчающие и увлажняющие средства в дополнение к их использованию в качестве загустителей в косметике.
2.5.4 Оксиды аминов
Оксид амина является разновидностью полярного неионогенного поверхностно-активного вещества, которое характеризуется: в водном растворе из-за разницы в значении pH раствора он проявляет неионогенные свойства, а также может проявлять сильные ионные свойства. В нейтральных или щелочных условиях, то есть когда pH больше или равен 7, оксид амина существует в виде неионизированного гидрата в водном растворе, проявляя неионогенность. В кислом растворе он проявляет слабую катионогенность. Когда pH раствора меньше 3, катионогенность оксида амина особенно очевидна, поэтому он может хорошо работать с катионными, анионными, неионогенными и цвиттерионными поверхностно-активными веществами в различных условиях. Хорошая совместимость и проявление синергического эффекта. Оксид амина является эффективным загустителем. При pH 6,4–7,5 оксид алкилдиметиламина может довести вязкость соединения до 13,5–18 Па.с, в то время как оксид алкиламидопропилдиметиламина может довести вязкость соединения до 34–49 Па.с, а добавление соли к последнему не приведет к снижению вязкости.
2.5.5 Другое
Некоторые бетаины и мыла также могут использоваться в качестве загустителей. Их механизм загущения похож на механизм других малых молекул, и все они достигают эффекта загущения путем взаимодействия с поверхностно-активными мицеллами. Мыла могут использоваться для загущения в косметических карандашах, а бетаин в основном используется в системах поверхностно-активных веществ на водной основе.
2.6 Водорастворимый полимерный загуститель
Системы, загущенные многими полимерными загустителями, не подвержены влиянию pH раствора или концентрации электролита. Кроме того, полимерным загустителям требуется меньшее количество для достижения необходимой вязкости. Например, для продукта требуется загуститель поверхностно-активного вещества, такой как диэтаноламид кокосового масла с массовой долей 3,0%. Для достижения того же эффекта достаточно всего лишь 0,5% волокна простого полимера. Большинство водорастворимых полимерных соединений используются не только в качестве загустителей в косметической промышленности, но и как суспендирующие агенты, диспергаторы и средства для укладки.
2.6.1 Целлюлоза
Целлюлоза является очень эффективным загустителем в системах на водной основе и широко используется в различных областях косметики. Целлюлоза является природным органическим веществом, которое содержит повторяющиеся глюкозидные единицы, и каждая глюкозидная единица содержит 3 гидроксильные группы, через которые могут быть образованы различные производные. Целлюлозные загустители загущаются посредством гидратационно-набухающих длинных цепей, а загущенная целлюлозой система демонстрирует очевидную псевдопластичную реологическую морфологию. Общая массовая доля использования составляет около 1%.
2.6.2 Полиакриловая кислота
Существует два механизма загущения загустителей на основе полиакриловой кислоты, а именно нейтрализационное загущение и загущение водородными связями. Нейтрализация и загущение заключаются в нейтрализации кислотного загустителя на основе полиакриловой кислоты для ионизации его молекул и генерации отрицательных зарядов вдоль основной цепи полимера. Отталкивание между однополыми зарядами способствует выпрямлению и раскрытию молекул с образованием сети. Структура достигает эффекта загущения; загущение водородными связями заключается в том, что загуститель на основе полиакриловой кислоты сначала соединяется с водой с образованием молекулы гидратации, а затем соединяется с гидроксильным донором с массовой долей 10%-20% (например, имеющим 5 или более этокси-групп). Неионогенные поверхностно-активные вещества) объединяются для распутывания вьющихся молекул в водной системе с образованием сетчатой структуры для достижения эффекта загущения. Различные значения pH, различные нейтрализаторы и присутствие растворимых солей оказывают большое влияние на вязкость загущающей системы. Когда значение pH меньше 5, вязкость увеличивается с увеличением значения pH; при значении pH 5-10 вязкость почти не меняется; но по мере того, как значение pH продолжает увеличиваться, эффективность загущения снова снизится. Одновалентные ионы только снижают эффективность загущения системы, в то время как двухвалентные или трехвалентные ионы могут не только разжижать систему, но и при достаточном содержании образовывать нерастворимые осадки.
2.6.3 Натуральный каучук и его модифицированные продукты
Натуральная камедь в основном включает коллаген и полисахариды, но натуральная камедь, используемая в качестве загустителя, в основном состоит из полисахаридов. Механизм загущения заключается в формировании трехмерной структуры гидратационной сети посредством взаимодействия трех гидроксильных групп в полисахаридной единице с молекулами воды, чтобы достичь эффекта загущения. Реологические формы их водных растворов в основном представляют собой неньютоновские жидкости, но реологические свойства некоторых разбавленных растворов близки к ньютоновским жидкостям. Их эффект загущения, как правило, связан со значением pH, температурой, концентрацией и другими растворенными веществами системы. Это очень эффективный загуститель, и общая дозировка составляет 0,1%-1,0%.
2.6.4 Неорганические полимеры и их модифицированные продукты
Неорганические полимерные загустители обычно имеют трехслойную слоистую структуру или расширенную решетчатую структуру. Два наиболее коммерчески полезных типа - монтмориллонит и гекторит. Механизм загустевания заключается в том, что когда неорганический полимер диспергируется в воде, ионы металла в нем диффундируют из пластины, по мере гидратации она набухает, и, наконец, пластинчатые кристаллы полностью разделяются, что приводит к образованию пластинчатых кристаллов анионной пластинчатой структуры. и ионов металла в прозрачной коллоидной суспензии. В этом случае пластины имеют отрицательный поверхностный заряд и небольшое количество положительного заряда на их углах из-за трещин решетки. В разбавленном растворе отрицательные заряды на поверхности больше положительных зарядов на углах, и частицы отталкиваются друг от друга, поэтому эффекта загустевания не будет. С добавлением и концентрированием электролита концентрация ионов в растворе увеличивается, а поверхностный заряд пластин уменьшается. В это время основное взаимодействие меняется с силы отталкивания между пластинами на силу притяжения между отрицательными зарядами на поверхности пластин и положительными зарядами на углах ребер, а параллельные пластины сшиваются перпендикулярно друг другу, образуя так называемую «картонную структуру». Структура «промежуточного пространства» вызывает набухание и гелеобразование для достижения эффекта загустевания. Дальнейшее увеличение концентрации ионов разрушит структуру.
Время публикации: 28 декабря 2022 г.