近年来,头发护理产品正朝着多元化方向加速发展,消费者对洗发香波的需求早已超越基础清洁,更期待其兼具优异的调理、修护、去屑、蓬松等功能,具备符合美学标准的外观表现,同时,产品还需保证适宜的黏度、丰富的泡沫,以及温和无刺激的使用体验,这对配方中的助剂提出了极高要求。
从配方结构来看,香波是由表面活性剂、油脂、固体颗粒等多种成分构成的复杂体系,其中固体颗粒、硅油、珠光剂、中药粉、二硫化硒去屑剂等关键成分受热力学不稳定性影响,极易出现破乳现象,进而导致香波在储存或使用过程中发生分层。
因此,筛选一款既能高效稳定配方体系,又不会对香波原有核心性能产生负面影响的悬浮剂,成为香波配方开发中的核心需求之一。
本次选取市面上常用的5种悬浮剂:三羟基硬脂精、卡波姆(Carbomer 940)、丙烯酸(酯)类/C10~30烷醇丙烯酸酯交联聚合物(Ultrez 21)、丙烯酸(酯)类共聚物(Aqua SF-1)及二(氢化牛脂基)邻苯二甲酸酰胺(TAB-Ⅱ),针对其在洗发香波中的应用展开研究,对体系稳定性、泡沫力、梳理性、黏度及产品使用体验感进行数据化表征;同时,通过红细胞溶血实验与人体安全性斑贴实验,系统探究三羟基硬脂精等悬浮剂的温和性。
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本次实验研究旨在直观呈现TSR三羟基硬脂精等悬浮剂在实际应用中的优劣特性,为化妆品行业从业人员提供技术参考。
实验原料为:
广州雕龄新材料有限公司的悬浮剂:
TSR三羟基硬脂精
市售悬浮剂:
卡波姆(Carbomer 940)
丙烯酸(酯)类/C10~30烷醇丙烯酸酯交联聚合物(Ultrez 21)
丙烯酸(酯)类共聚物(Aqua SF-1)
二(氢化牛脂基)邻苯二甲酸酰胺(TAB-Ⅱ)
实验仪器为:
HWS-24型电热恒温水浴锅,上海一恒科技有限公司
RW20型搅拌机,德国IKA
GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂
BD/BC-1008型艾伦冷柜,广州长凌电器有限公司
LVDV-C型黏度计,上海方瑞仪器有限公司
无损发束,上海聚泽生物科技有限公司
SK-3A毛发柔顺度测试仪,TECHNO HASHIMOTO CC..LTD.
罗氏泡沫测试仪,常州澳华仪器有限公司
JJ-3000B电子天平,常熟市双杰测试仪器厂
T25型分散机,德国IKA
PHS-3C型酸度计,上海仪电科学仪器股份有限公司
酶标仪,美国伯腾仪器有限公司
生化孵育箱、离心机,美国赛默飞世尔科技公司
A
悬浮剂对香波稳定性的影响
悬浮剂对香波稳定性的影响结果见下表。由表格可以看出,当悬浮剂固含量为0.2%时,5种悬浮剂中三羟基硬脂精悬浮能力最佳,能悬浮住香波中硅油、珠光片、去屑剂等成分,体系稳定不分层。
作用原理可能是三羟基硬脂精作为高分子蓖麻油衍生物,在高温剪切下,分子伸直伸展呈膨胀状态,其溶胀体积比其他悬浮剂溶胀体积大。
同时,三羟基硬脂精在5种悬浮剂中成本最低,且应用工艺简便。
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而TAB-Ⅱ在这五款悬浮剂中悬浮能力最差,固含量为0.5%时仍不能维持洗发香波的稳定状态,可能是因为TAB-ⅡI分子量小,溶胀体积小,及其在体系中形成层状结构,阻沉能力比网状结构差。
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B
悬浮剂对香波泡沫力的影响
从发泡能力看,添加三羟基硬脂精的香波初始泡沫比空白样初始泡沫略低2mm,其5,10min后的泡沫高度略大于空白样的泡沫高度,但其相比空白样泡沫高度无显著性差异(P>0.05)。可观察到三羟基硬脂精有助于稳定泡沫,提高泡沫的持久性。
虽然Ultrez 21,Aqua SF-1和Carbomer 940香波的发泡能力比三羟基硬脂精香波发泡能力好,但Ultrez21和Carbomer 940使用时比较麻烦,需要提前浸泡,且储存过程中容易吸潮。
而AquaSF-1稳泡能力过强,在产生中因剪切搅拌产生的泡沫难以消除,易导致香波密度偏差。
所以三羟基硬脂精作为悬浮剂不仅使用方便,且不会降低香波的发泡能力。
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C
悬浮剂对洗发香波梳理性的影响
添加三羟基硬脂精的香波在冲洗、湿梳和干梳方面的梳理力均小于空白样香波,且冲洗梳理力小于AquaSF-1悬浮剂,干梳梳理力小于Aqua SF-1和TAB-Ⅱ悬浮剂。
实验数据表明,三羟基硬脂精在一定程度上可以降低洗发香波的梳理力,原因可能是其高分子特性,有助于硅油、阳离子等调理剂在头发上的沉积,从而修护了受损毛鳞片,使发丝梳理更顺滑。
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D
三羟基硬脂精对香波黏度的影响
采用邓肯公式,对香波的黏度进行显著性差异分析,结果表明三羟基硬脂精的添加量为0.1%时,香波的黏度相比空白样具有显著性差异(P<0.05);当三羟基硬脂精的添加量大于0.3%时,香波的黏度趋于稳定,增加三羟基硬脂精的量对香波的黏度无显著性影响(P>0.05)。
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E
不同悬浮剂的红细胞溶血测试评价
实验使用水、椰油酰胺甲基MEA和椰油酰胺丙基甜菜碱作为溶剂和助溶剂,以配方稳定用量的悬浮剂作为溶质,制得样品。采用红细胞溶血实验,对制得的不同悬浮剂溶液的安全性进行对比测试,结果如表所示。
添加三羟基硬脂精的样品,其HC5o为1 479.05 mg/L,L/D值为15.41,其他悬浮剂和空白组的L/D值皆小于15.41,因此可以看出三羟基硬脂精在缓解刺激性略优于其他悬浮剂。
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F
三羟基硬脂精的红细胞溶血测试评价
实验使用甘油和椰油酰胺甲基MEA作为溶剂和助溶剂,以0,0.1%,0.2%,0.3%和0.4%的三羟基硬脂精作为溶质,制得含三羟基硬脂精的样品。采用红细胞溶血实验,对制得的三羟基硬脂精溶液的安全性进行研究,结果如表所示。
当不添加三羟基硬脂精时,其引起50%红细胞发生溶血时的受试物质量浓度(HC5)为1337.76 mg/L,L/D值为12.77。
添加0.1%的三羟基硬脂精的样品的HC5为2 625.54 mg/L,L/D值为25.09,其对红细胞的刺激性相比对照组降低。
添加0.2%~0.4%的三羟基硬脂精的样品,其L/D值随着三羟基硬脂精的添加量增大而增大,表明三羟基硬脂精对红细胞的刺激性随着三羟基硬脂精的添加量增大而降低,即三羟基硬脂精添加在洗发水中不会引起不良反应,反而可以降低洗发水的刺激性。
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G
三羟基硬脂精
对洗发水感官评价的影响
实验研究了三羟基硬脂精对洗发水感官评价的影响,结果如图所示。受试品为添加三羟基硬脂精的洗发水,对标品为不添加三羟基硬脂精的洗发水,结果显示在冲水顺滑度、湿发顺滑度、湿发柔软度、干发顺滑度及整体评价方面,受试品与对标品没有显著性差异(P>0.05)。
三羟基硬脂精对洗发水感官评价的影响
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结论:
三羟基硬脂精作为悬浮剂应用于洗发香波,不仅使用方便,而且更安全、成本更低。本研究基于一款通用型的香波配方,对比了三羟基硬脂精和市面上常用的悬浮剂在此配方中的最小添加量,结果表明三羟基硬脂精作为悬浮剂的添加量更小,得到体系更稳定。
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同时,本次实验研究采用罗氏泡沫仪对香波的发泡力进行测试,采用毛发柔顺度测试仪对香波的梳理力进行测试。此外,通过红细胞溶血试验和对三羟基硬脂精的安全性进行评价。
结果表明三羟基硬脂精对香波的泡沫没有显著的影响,可以增强香波的梳理性,同时能够减低表面活性剂对头皮的刺激性。实验还对比了三羟基硬脂精对消费者感官评价的影响,结果表明添加三羟基硬脂精对消费者的感官评价没有显著影响,作为悬浮剂有很好的悬浮效果。
因此,三羟基硬脂精作为悬浮剂应用于洗发香波,能够在达到很好的悬浮效果的同时,不降低洗发水的使用感受,减少表面活性剂对头皮的刺激性,具有良好的应用前景。
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