个人清洁剂的配方基础

个人清洁剂的配方基础

米其

(西北工业大学，陕西  西安710072)

摘要：主要讨论和考察了个人清洁剂用的表面活性剂，如发用香波、身体清洗剂和洗手皂用的主表面活性剂、次表面活性剂、特殊添加剂和次要添加剂4类原料，并提供了用于个人清洁剂方面的基本配方及制备技巧等。

关键词：个人清洁剂；配方；表面活性剂；添加剂

中图分类号：TQ649 TQ423  文献标识码：D  文章编号：1006-7264( 2010)03-0019-03

    个人护理品清洁剂（如：发用香波，身体清洁剂和洗手皂）用的原料主要由主表面活性剂、次表面活性剂、特殊添加剂和次添加剂组成。通过考察每类原料，为化妆品配方师创建功能性的产品提供了配制方面的技巧性建议。

    主表面活性剂起清洁和发泡这两个主要作用。最理想的个人清洁剂的特性还包括容易在水中快速溶解：瞬间发泡，产生柔滑细腻的乳脂状泡沫，能有效地清洗头发和皮肤的污垢，容易快速漂洗，洗后感觉柔滑和光亮。

烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐（如十二烷基硫酸钠／铵和十二烷基醚硫酸钠／铵盐）是性价比较高的主表面活性剂，在许多个人清洁剂中都有应用。烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐满足了消费者对泡沫和泡沫清洁的需求。这些价格合理、高发泡的表面活性剂具有优异的清洗性能。

大多数配方偏好使用十二烷基硫酸盐和十二烷基醚硫酸盐混合物。用较低含量的十二烷基硫酸盐能产生大量的乳脂状的细腻泡沫，比十二烷基醚硫酸盐要好。相反，十二烷基醚硫酸盐，尤其是2 mol (EO)或3 mol (EO)，能产生更好的泡沫。为开发具有均衡所有性能用泡沫外观的最佳产品，要对加入配方中钓十二烷基硫酸盐和十二烷基醚硫酸盐按一定的比率鞋行复配。

十二烷基硫酸钠和十二烷基醚硫酸钠的适宜的原冶比率是3：7（按活性物含量计算），十二烷基硫酸硷／十二烷基醚硫酸盐用这个比例的复配能很好地权舅产品的泡沫外观，满足消费者个人清洁的需求。这个比例也是最终产品黏度响应值（不黏稠）性质的一个适合点。在一些配方中，十二烷基硫酸或十二烷基醚硫酸的铵盐略优于钠盐的发泡量、低温透明度和黏度响应的性质，但在较高的pH体系中会释放出氨气。   

次表面活性剂在配方中起着包括增加黏度、稳定泡沫以及降低对皮肤和眼睛刺激的重要作用。

    基于烷基硫酸盐／烷基醚硫酸盐的个人清洁剂配方体系，具有性价比高且黏度形成相对容易的特点。一般来说，含有10％的活性烷基硫酸盐配方体系里需要大约1％～2％的烷醇酰胺和1％～3％的氯化钠才能使黏度达到10000 cps。就流变性而言，十二烷基硫酸盐和十二烷基醚硫酸盐为3：7的这个关键的比率能使产品形成最佳体系。否则，在十二烷基硫酸盐和十二烷基醚硫酸盐复配中，不是让高比例的十二烷基硫酸盐使流体黏稠，就是让高比例的十二烷基醚硫酸盐使体系产生不够细腻的泡沫和形不成最大黏度。

1香波的配方

    过去，一些配方师们用一种普通的烷醇酰胺来增加黏度和稳定泡沫。作为一种液体原料，如椰油酰胺 DEA可权衡增加黏度和稳定泡沫性质的双重作用。以相等活性含量为基准，长链的酰胺(如：油酸酰胺 DEA) -般比椰油酰胺DEA黏度要高，但不如椰油酰胺DEA的泡沫稳定。一些配方师们用椰油酰胺 MEA来代替椰油酰胺DEA。原因是，椰油酰胺MEA比椰油酰胺DEA的黏度略高，而又比油酸酰胺DEA的黏度略低；而且椰油酰胺MEA的泡沫稳定性与椰油酰胺DEA泡沫稳定性相当。椰油酰胺MEA是一种蜡状固体，使用时需加热。

    盐（如氯化钠）可增加硫酸盐一酰胺配方体系的黏度。对每个配方都要作一条盐一黏度的完整曲线，以0.2％（或其他用量）递增量向体系中添加盐，当盐加到一定量时，黏度曲线出现高峰，再继续增加盐黏度曲线反而下降。一些配方师专门作添加超量盐的曲线利用此特点来降低产品的黏度，但是降低黏稠的流体还可以通过添加0.1％～0.5％的聚山梨醇酯20或丙二醇来完成。

1.1次表面活性剂

    甜菜碱，如椰油酰丙基甜菜碱(CAPB)是一种优良的次要的表面活性剂，具有高泡、增黏和柔软的性能。在一些配方中，无酰胺配方CAPB可作为增稠剂使用。当使用烷醇酰胺时，CAPB的增稠性比单独用酰胺要好。一般开发一个优质的基础配方需要添加占主表面活性剂活性量的10％～20％的烷醇酰胺和10％～20％的CAPB，例如：在10％总活性量的烷基硫酸盐／烷基醚硫酸盐配方中，需加入1％～2％的烷醇酰胺和l％～2％CAPB(或者大约3％～6％)。一个香波的简单基础配方见表1。

表1香波配方

Tab.1  Shampoo formulation

    许多次表面活性剂都能提高如沐浴凝胶、婴儿洗浴产品的柔软性能。作为柔软剂的两性表面活性剂（如烷基亚氨二乙酸盐／酯和烷基亚氨二丙酸盐／酯），还有磺基琥珀酸酯、烷基多糖苷、甜菜碱、磺基甜菜碱、肌氨酸盐、羟乙基磺酸盐、牛磺酸盐、羟乙基化山梨糖醇酯以及氨基酸基表面活性剂等，都可以提高产品的柔软性能。个人清洁配方的一个重要方面就是具有良好的泡沫外观，这就是为什么要在基于十二烷基硫酸盐和十二烷基醚硫酸盐复配物的配方中添加一种或几种复配的温和表面活性剂的原因。

    特殊添加剂的材料包括各种各样的不同原料，有调理剂、特殊功效添加剂、蛋白质和维生素类。在2合1的调理香波中使用了调理剂，如脂肪胺、脂肪季铵化合物、聚二甲基硅氧烷、有机改性硅氧烷（氨基、季胺化硅氧烷）和聚季胺化合物（纤维素和瓜尔胶）。之所以在调理香波配方中均要使用脂肪胺、脂肪季铵化合物，原因是它们能与任何阴离子表面活性剂复配。配方师一定要仔细选择脂肪胺、脂肪季铵化合物的用量，以避免最终产品在使用后会让头发缠结、发暗及扁平。配方中加入少量的硅树脂就能使头发光亮，不会黏腻。聚季铵盐化合物，如季铵化纤维素也有调理头发光亮的功能，还有抗静电和易梳理的作用。

1.2添加剂的考虑

    香波配方还包括特殊添加剂，其中的一些原料有：①蛋白质：水解植物蛋白、水解小麦蛋白、水解乳蛋白、水解蚕丝蛋白和水解胶原蛋白；②维生素：泛醇、维生素H、维生素E醋酸酯、维生素A和D棕榈酸酯；③保湿剂／润湿剂：甘油、丙二醇、天然保湿因子、氨基酸型表面活性剂和透明质酸；④润肤剂：肉豆蔻酸异丙酯、油酸癸脂和C_l2～15烷基苯酸酯；⑤天然油脂：霍霍巴油、芦荟油、红花油和杏仁油；⑥植物萃取物：甘菊、芦荟、迷迭香和啤酒花；⑦香料：薰衣草、依兰（香水树）、广藿香和其他植物精油。

    次要添加剂包括防腐剂、香料、染料、pH调节剂和螯合剂。

2香波配方的研发

    在开发6％～8％固含量表面活性剂的经济型香波配方时，首先要用天然的、可生物降解的材料。因此，重点是要确定一个既经济又高泡的、易生物降解的、由天然植物衍生的表面活性剂体系，而烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐刚好符合这个要求，十二烷基硫酸钠／铵和十二烷基醚硫酸钠／铵是天然椰子油的衍生物，它们都是可生物降解的、高泡沫的阴离子表面活性剂。

    一个良好的经济型香波包括7％活性量的烷基硫酸盐／烷基醚硫酸盐，约1％的椰油酰胺DEA以及足量的氯化钠，主要起调节流体到最大黏度量的作用。盐一黏度曲线受到阴离子表面活性剂的质量和用量和烷醇酰胺魄质量和用量的影响。一般来说，使用较多用量的阴离子表面活性剂和酰胺，较少用量的盐就能使体系达到最大黏度。配方师们在香波中添加甜菜碱（如：椰油酰丙基甜菜碱）可增加其柔软性、黏度和乳状泡沫，同时也对盐一黏度曲线有影响。其他增稠剂（如：纤维素聚合物、聚丙烯酸酯和高乙氧基化酯）也对盐一黏度曲线有影响，因此，应该对配方中的所有原料作对盐的影响曲线试验，所作出的盐一黏度曲线，那将会在最终产品出现很稠或很黏等现象时有办法解决。

2.1降低黏度

    一种降低黏度方法是根据盐曲线的峰值，通过加入过量的盐来降低产品的黏度和黏稠性；另外还可以通过添加醇（变性乙醇）和／或乙二醇（丙二醇）来降低黏度；用含大比例亲水基（大的亲水基和相对小的疏水基）表面活性剂，如二甲苯磺酸盐也可降低黏度；用一定的阳离子表面活性剂，如聚山梨醇酯—20也可以降低基于阴离子表面活性剂的配方的产品的黏度；通过作温度一黏度曲线和pH—黏度曲线也是给配方选择黏度助剂的一个主要准则。相对平坦的曲线最好，也就是说，在储存和使用过程在中，此配方的黏度随着温度和pH变化会保持不变。

    烷醇酰胺不仅是黏度助剂而且也是泡沫稳定剂，给配方增添相对低成本的烷醇酰胺，使产品有润滑性。跟油酸酰胺DEA相比，椰油酰胺DEA有相对低的黏性，但有好的泡沫稳定性。纤维素衍生物，如羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素可作为黏度助剂、泡沫稳定剂和润滑剂。这些聚合物的分散液可用于增稠。

2.2聚合物的加入

    一些表面处理过的聚合物具有分散性，能与水化合。假如配方中有盐或其他电解质存在时，能确保聚合物结合这些盐的量。天然聚合物，如汉生胶、瓜儿胶也可用作增稠剂，瓜儿胶还是阳离子活性剂，它在配方中不仅有增黏作用，而且还起调理剂的作用，就像聚季铵盐-10、阳离子纤维素一样，具有调理剂和黏度助剂的作用。尽管这些聚合物是阳离子，但通常都能与阴离子相容。然而对一个新的配方，都要做各种温度下（室温、冰箱、500℃和冷冻）的稳定试验。丙烯酸酯也是黏度助剂。疏水改性缔合聚合物在加工过程中加入30%的活性物液体，能很好地分散并能在水中完全溶解。高乙氧基化的原料，如 PEG-120甲基葡糖二油酸酯、PEG-150二硬脂酸酯、 PEG-150聚甘油-2三硬脂酸酯和PEG-150季戊四醇四硬脂酸酯也可作为增稠剂，尤其适合非离子表面活性剂或其他难以增稠的表面活性剂体系。其中，像 PEG-150二硬脂酸酯是蜡状固体，用时需加热溶解。 PEG-120甲基葡糖二油酸酯有相对的锐曲线，也就是黏度随着温度的升高而下降。

3重复试验

    配方工作在没有进行适当的安全性、物理性能、化学性能、功能性、稳定性和消费者评审测试的试验，配方就不算完成。最好有不止一个或两个最终原型配方。通过对主配方的这些试验然后选取最终配方，要多开发一些配方作为储备。产品开发的另一个重要方面就是“产品规模”。任何一个配方，无论在实验室里看起来多么好，那都是无用的，除非在工厂能进行大规模生产。

    配制香波的工艺就是要把握好配方中合乎要求的性质，并能让不合乎要求的性质降到最低，实现特定的原料成本。在许多配方的实例中，黏度增加是与稠度增加有关的。配方师的工作是将最终产品达到一个最期望的黏度，即理想的稠度。