【更多功能，更多选择】高分子表面活性剂

简介

高分子表面活性剂通常是指相对分子质量数千以上、具有显著表面活性的物质。

高分子表面活性剂的应用已有很长的历史，一些天然高分子一直作为表面活性剂使用。

1951 年 Stauss 将含有表面活性基团的聚合物，聚1-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂，从而出现了合成高分子表面活性剂。

1954年，美国 Wyandotte公司发表了聚（氧乙烯-氧丙烯）嵌段共聚物作为非离子表面活性剂的报道，以后，各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。

一般小分子表面活性剂可按离子类型分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型四种，而来源基本都是从石化工业产物人工制备。

但高分子表面活性剂可从天然原料中提取制备，另外也有人工合成型的高分子表面活性剂。

天然高分子表面活性剂是从动植物分离、精制而得到的两亲性水溶性高分子。

由海藻制得的藻朊酸，由植物制取的愈疮胶和黄原胶等树脂胶类；从动物制取的酪朊和白朊等均为高分子表面活性剂。

而天然有机高分子化合物淀粉、纤维素和壳聚糖等一般需要经过改性才能作为高分子表面活性剂利用，称为半合成高分子表面活性剂。

而合成高分子表面活性剂是指亲水性单体均聚或与憎水性单体共聚而成，或通过将一些普通高分子经化学改性而制得[1]。

高分子表面活性剂的特点

关于表面活性剂在化妆品中的作用，我们的微讯订阅号也有发过相关文章，主要的作用包括有：乳化作用、增溶作用和分散作用等。

对比小分子，高分子表面活性剂则具有以下特点：

1. 具有较小的降低表面张力和界面张力的能力，大多数高分子表面活性剂不形成胶束。

2. 具有较高的分子量，渗透力弱。

3. 形成泡沫能力差，但所形成的泡沫都比较稳定。

4. 乳化力好。

5. 具有优良的分散力和凝聚力。

6. 大多数高分子表面活性剂是低毒的。

高分子表面活性剂具有与小分子相同的作用，另外还具有小分子所不具有的絮凝作用：

当高分子表面活性剂分子量很高时，则其能在粒子之间产生架桥，形成絮凝物，起到絮凝剂的作用。

总体来说，与常用的低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面能张力的能力较差，成本偏高，始终未能占据表面活性剂领域的优势。但乳化、分散能力和保护胶体作用好，在很多领域中已得到广泛应用。

另外高分子表面活性剂原料来源广，淀粉、纤维素和壳聚糖等天然大分子广泛分布和存在于自然界中，年生物合成量相当可观。

作为新型原料，淀粉、纤维素和壳聚糖等具有的可生物降解性、环境友善性、生物相容性及安全性是石油化工原料无法比拟的，对于各大厂商也具有相当的吸引力。

几种高分子表面活性剂介绍

高分子表面活性剂由于聚合物相对分子量大，不会渗透到皮肤中，所以非常安全。

由于易形成胶状网状结构，具有较好的增稠、稳定、乳化和保湿等功能，可用于膏霜、奶液、霜状凝胶、含颜料及无机防晒剂的粉底霜和防晒霜、含极性溶剂及多元醇的配方、含硅油的配方和含果酸的配方中。

下面介绍几种可用于化妆品配方中的高分子表面活性剂。

壳聚糖，又名壳多糖、聚氨基葡萄糖等，是甲壳素的脱乙酰化产物，一般而言，乙酰基脱去 55 %以上的甲壳素就可称之为壳聚糖。

壳聚糖是一个高度弯曲折叠的纤维状的糖胺聚糖，也具有与蛋白质相似的一、二、三、四级结构。

由于壳聚糖具有优良的生物相容性、降解性、成膜性、保湿性、润湿性、增稠性、抗静电作用、毛发柔软和保护作用，以及对皮肤无刺激无毒等特性，已引起化妆品界的广泛关注[2]。

对壳聚糖的氨基进行改性则可获得壳聚糖季铵盐，除了拥有高分子季铵盐的表面活性剂的一般性质，壳聚糖季铵盐还有更多特殊的作用。

由于天然来源的高生物相容性和低毒性自然不用说，由于壳聚糖分子中引入季铵盐基团，增强了其水溶性，且分子中引入季铵盐基团越多，分子的水合能力越强，持水能力也越强。

壳聚糖膜季铵盐最大的特点是其优秀的吸湿性和保湿性，由于它的结构及保湿机理透明质酸相似，被认为是透明质酸的良好替代品。

壳聚糖季铵盐还具有很好的杀菌抑菌能力，阳离子表面活性剂抗静电的特性在护发产品上也有较高应用前景，这些都是价格昂贵的透明质酸所不能比拟的。

氧乙烯型表面活性剂是用具有如—OH，—COOH，—NH2 和—CONH2 等基团中的活泼氢原子的疏水性原料与环氧乙烷进行乙氧基化反应制得的。

乙氧基化是生产表面活性剂，特别是非离子表面活性剂最重要的技术。

该类表面活性剂具有分散、渗透、乳化、增溶、润湿、起泡和杀菌等多种功能，在化妆品中具有广泛的用途。

自 1954 年美国 Wyandotte 公司以环氧乙烷和环氧丙烷合成块状共聚物——普鲁洛尼克 （P1uronic） 非离子表面活性剂以来，已研制出具有各种用途的合成高分子表面活性剂[3]。

聚醚是由环氧乙烷和环氧丙烷共聚得到的嵌段聚合物，以聚氧丙烯为疏水基，以聚氧乙烯为亲水基，构成的一种高分子型非离子表面活性剂。

聚醚型非离子表面活性剂是一类生物降解性极好的非离子表面活性剂，具有无臭、无毒及无刺激性的特点，对化学试剂有良好的稳定性。

聚醚是优良的润湿剂、悬浮剂、乳化剂、增溶剂和分散剂，根据不同用途选择不同HLB值的产品，对皮肤作用温和，用于各类化妆品。

总结

高分子表面活性剂具有与小分子基本相近的性能，虽然多数表面活性较低，但可以通过复配常规表面活性剂从而在性能不变的同时减少用量。

另外大多数高分子表面活性剂还具有乳化以外的其他作用，能在化妆品配方中担任多个角色，而且像纤维素类和壳聚糖类表面活性剂具有优良的生物相容性，很好地迎合了化妆品低刺激性的要求，可以期待其未来的活跃表现。