一、引言
在追求美丽与品质生活的当下，美妆日化行业蓬勃发展，消费者对于产品的性能、功效及安全性提出了更高要求。水溶性高分子材料（Water-Soluble Polymers, WSPs）作为一类重要的功能性原料，凭借其独特的物理化学性质，以及其多功能性和安全性，被广泛应用于配方设计在美妆日化领域中扮演着愈发关键的角色，例如：
增稠悬浮（如卡波姆在凝胶面膜中的应用）
成膜定型（如PVP在防水睫毛膏中的作用）
缓释活性成分（如透明质酸微胶囊技术）
这类材料能够在水中溶解或溶胀，形成均匀分散体系，为产品赋予保湿、增稠、成膜、分散等多种特性，显著提升产品质量与用户体验。随着消费者对产品功效和环保性的需求升级，水溶性高分子材料的创新应用成为行业研究热点。
本报告将深入剖析水溶性高分子材料在美妆日化各细分领域的应用，详细列举经典配方，为行业从业者、原料供应商及关注该领域的人士提供全面且有价值的参考。
二、水溶性高分子材料概述
2.1 定义与分类
水溶性高分子材料是指分子结构中含有大量亲水性基团，包含且不仅限于①阳离子基团，如叔胺基（-N(CH3)2）、季胺基（-N(CH3)3）等；② 阴离子基团，如羧酸基（-COOH）、磺酸基（-SO3H）、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基（-OH）、酰胺基（-CONH₂）、胺基（-NH₂）、醚基（-O-）等，能在水中溶解或溶胀形成均匀分散体系的高分子化合物。依据来源，其主要分为以下三大类：
- 天然水溶性高分子
来源广泛，常见的有淀粉、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠等。它们通常具备良好的生物相容性和安全性。以海藻酸钠为例，这是一种从海藻中提取的天然多糖（图 1），其分子结构中的羧基赋予了它较强的吸水性和增稠能力。在食品、医药及美妆日化等行业应用广泛。 
图1 海藻酸钠的结构式（a. 海藻酸钠的化学结构式；b. 无盐环境下的直链形链构象；c. 有盐环境下的缠绕链构象）
- 半合成水溶性高分子
通过对天然高分子进行化学改性获得，如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素等。在保留天然高分子部分优良特性的基础上，性能得以进一步优化。羧甲基纤维素钠由纤维素改性而成，其分子中引入了羧甲基，极大地改善了水溶性和增稠效果（图 2），在众多日化产品中用作增稠剂、乳化剂和稳定剂。 
图2 羧甲基纤维素钠分子结构 - 合成水溶性高分子
借助化学合成方法制备，像聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。此类材料可依据实际需求精确调控分子结构与性能。聚乙烯吡咯烷酮拥有优异的成膜性和增溶能力，其分子结构中的内酰胺基团能够与多种物质形成氢键，从而发挥独特作用
图3 聚乙烯吡咯烷酮分子结构示意图
2.2 特性
- 增稠性
众多水溶性高分子在水溶液中，能够通过分子间相互作用，如氢键、范德华力等，构建三维网络结构，进而显著增加溶液黏度。以黄原胶为例，其独特的分子结构（图 4）使其即便在低浓度下，也能高效增稠。在各类乳液、膏霜产品中广泛应用，用于调整产品流变性质，确保产品具备适宜的涂抹性和稳定性。
- 保湿性
含有大量亲水性基团的水溶性高分子，如透明质酸，具有强大的吸湿和保水能力。透明质酸分子中的羧基等亲水基团可与水分子形成氢键，在皮肤表面构建富含水分的凝胶层，有效阻止水分流失，维持皮肤水润状态（图 5）。
- 成膜性
部分水溶性高分子在干燥过程中，能够在皮肤、毛发或其他物体表面形成连续且坚韧的薄膜。例如，聚乙烯醇在面膜产品中作为成膜剂，赋予面膜良好的柔韧性和贴合性，同时助力活性成分渗透至皮肤深层（图 6）。
图6 聚乙烯醇在面膜干燥过程中形成薄膜及面膜贴合皮肤示意图
- 分散与乳化稳定性
水溶性高分子可充当分散剂或乳化剂，降低分散相粒子间的相互作用力，有效防止粒子聚集。在彩妆产品中，丙烯酸（酯）类共聚物能够吸附在颜料颗粒表面，通过空间位阻和静电排斥作用，使颜料颗粒均匀分散于体系中，避免沉淀和结块，保障产品色泽均匀和使用效果（图 7）。
图7 丙烯酸（酯）类共聚物示意图
三、在美妆日化各细分领域的应用
3.1 护肤品
- 保湿产品
透明质酸堪称护肤品中最为常用的保湿水溶性高分子。其保湿功效卓越，且根据分子量不同，作用存在差异。高分子量透明质酸主要在皮肤表面构建保湿膜，低分子量透明质酸则可渗透至皮肤深层发挥保湿效能。在一款保湿精华液中，透明质酸钠含量通常为 1% - 2%，搭配甘油等其他保湿剂，能够为肌肤提供长效保湿呵护。 
图8 保湿精华液产品
- 乳液与膏霜
羟乙基纤维素、黄原胶等常用于调控乳液和膏霜的质地。作为增稠剂和流变调节剂，它们能够增加产品黏度，确保产品涂抹顺滑，并防止乳液分层和膏体干裂。在一款乳液配方中，添加 0.5% - 1% 的羟乙基纤维素，可有效优化产品的流变性能。
图9 美妆乳液产品
- 精华液
聚乙二醇（PEG）系列高分子在精华液中兼具活性成分载体以及增稠和稳定的作用。低分子量PEG可溶解难溶性活性成分，高分子量PEG则增加产品黏度。例如，在某款含有维生素C的精华液中，PEG-400的含量为5%-10%，有助于维生素 C 的溶解与稳定，提升其生物利用度。
3.2 化妆品
- 彩妆产品
- 粉底
丙烯酸（酯）类共聚物在粉底中主要承担增稠、分散和稳定颜料的重任。它促使粉底中的颜料均匀分散，保障涂抹均匀、色泽一致，同时改善成膜性，提升遮瑕力和持妆效果。在常见粉底配方中，丙烯酸（酯）类共聚物含量约为 2%-5%。 
图11 粉底产品
- 眼影与腮红
羧甲基纤维素钠作为粘合剂，将颜料颗粒紧密粘结在一起，形成稳定的粉体结构，改善粉体流动性和压缩性。在眼影和腮红配方中，羧甲基纤维素钠含量一般在1%-3%。 
图12 眼影产品
- 指甲油
聚乙烯醇缩丁醛是指甲油的关键成膜成分，能够形成坚硬且有光泽的薄膜，赋予指甲亮丽色彩和持久保护。在指甲油配方中，聚乙烯醇缩丁醛含量通常为 10%-20%。 
图13 指甲油产品
- 定妆产品
发胶、定妆喷雾依赖水溶性高分子的成膜特性实现定妆效果。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）在发胶中形成弹性薄膜，牢固固定发型，在定妆喷雾中，丙烯酸（酯）类共聚物形成薄膜，将妆容牢牢固定。发胶中PVP含量一般在5% - 10%，定妆喷雾中丙烯酸（酯）类共聚物含量约为 1% - 3%。
3.3 洗护产品
- 洗发水与护发素
阳离子型水溶性高分子如聚季铵盐类化合物在洗发水中发挥调理作用，能够吸附在头发表面，减少静电，使头发柔顺易梳理。在护发素中，同样承担调理和修复受损发质的功能。瓜尔胶及其衍生物等作为增稠剂，用于调整产品黏度。在一款洗发水配方中，聚季铵盐 - 10 含量为 0.5% - 1%，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵含量为 0.2% - 0.5%。
图15 洗发水和护发素产品
- 沐浴露
黄原胶用于沐浴露中，起到增稠、稳泡和改善肤感的作用，与表面活性剂协同稳定泡沫结构。透明质酸钠添加到沐浴露中，可在清洁皮肤的同时补充皮肤水分。在某款沐浴露配方中，黄原胶含量为 0.3% - 0.6%，透明质酸钠含量为 0.1% - 0.2%。
四、经典配方示例
4.1 保湿面霜配方
- 成分
水（50% - 60%）、甘油（5% - 10%）、透明质酸钠（0.2% - 0.5%）、鲸蜡硬脂醇（2% - 5%）、辛酸 / 癸酸甘油三酯（3% - 6%）、黄原胶（0.1% - 0.3%）、对羟基苯乙酮（0.5% - 1%）、生育酚乙酸酯（0.1% - 0.3%）等。
- 功效
透明质酸钠和甘油协同发挥保湿功效，黄原胶增稠稳定体系，鲸蜡硬脂醇和辛酸 / 癸酸甘油三酯提供滋润感，生育酚乙酸酯具有抗氧化作用，保护肌肤免受自由基伤害。
图16 保湿面霜产品
4.2 粉底液配方
- 成分
水（30% - 40%）、环五聚二甲基硅氧烷（10% - 20%）、二氧化钛（5% - 10%）、氧化铁类（2% - 5%）、丙烯酸（酯）类共聚物（2% - 4%）、聚二甲基硅氧烷（3% - 6%）、甘油（3% - 5%）等。
- 功效
：丙烯酸（酯）类共聚物负责分散颜料并成膜，二氧化钛和氧化铁类提供遮盖力，环五聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷改善肤感，甘油起到保湿作用，使粉底质地轻盈且持久服帖。
4.3 洗发水配方
- 成分
水（60% - 70%）、月桂醇聚醚硫酸酯钠（10% - 20%）、椰油酰胺丙基甜菜碱（5% - 10%）、聚季铵盐 - 10（0.5% - 1%）、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵（0.2% - 0.5%）、氯化钠（1% - 3%）、香精（0.1% - 0.3%）等。
- 功效
月桂醇聚醚硫酸酯钠和椰油酰胺丙基甜菜碱负责清洁头发，聚季铵盐-10和瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵调理头发，使头发柔顺易梳理，氯化钠调节产品黏度，香精赋予产品宜人香气。
4.4 面膜配方
- 成分
水（40% - 50%）、聚乙烯醇（5% - 10%）、透明质酸钠（0.3% - 0.6%）、甘油（4% - 8%）、尿囊素（0.1% - 0.3%）、对羟基苯乙酮（0.5% - 1%）等。
- 功效
聚乙烯醇作为成膜剂，使面膜具有良好的贴合性，透明质酸钠和甘油保湿，尿囊素舒缓肌肤，对羟基苯乙酮防腐，确保产品安全稳定。
图17 面膜产品
五、结论
水溶性高分子材料凭借其独特多样的特性，在美妆日化的护肤品、化妆品和洗护产品等各个细分领域均发挥着不可替代的重要作用。从经典配方中能够清晰看出，合理选用和搭配不同类型的水溶性高分子材料，能够精准达成产品的各类功能需求，有效提升产品品质与市场竞争力。随着消费者对美妆日化产品品质和功效的要求持续攀升，以及材料科学的不断进步，水溶性高分子材料在美妆日化领域有望涌现更多创新应用，为行业发展注入新的活力与机遇，推动美妆日化行业迈向更高质量的发展阶段。
