化妆品科学教案第二章-表面活性剂

1第二章表面活性剂提问1：在生活中与表面活性剂有关的物质有哪些？其实我们每天都在与表面活性剂打交道，如洗衣粉、洗洁精、洗发水、肥皂、沐浴露、蛋糕油、面包粉改良剂、饼干改良剂等。一、表面活性剂基本概念1、表面张力（Surfacetension）：在物质内部，每个分子所受其周围分子的作用力是对称的，而处于界表面上的分子所受的作用力是不对称的。而这种不对称的合力就是界面张力。对液-气、固-气、表面而言就称之为表面张力。液体表面有自动收缩的纵向，当重力可以忽略时，液体总是趋向于形成球形，这就是表面张力作用的结果。如水滴在固体表面呈圆形。2、表面活性剂（surfactants）:活跃于表面和界面上具有极高的降低表面、界面张力的能力和效率的一类物质；其在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。二、表面活性剂的结构特点表面活性剂的分子一般是由疏水基和亲水基两部分所组成，故称它为两亲性化合物。分子中具有不对称的结构，一部分易溶于水，具有亲水性质，称作亲水基（hydrophilicgorup),另一部分不溶于水面易溶于油，具有亲油性，称作亲油基(lipophilicgroup)，也称疏水基（hydrophobicgroup)。例如棕榈酸钠（C15H31COONa）的结构可分为如下图所示的亲水基和憎水基部分：2提问：日常生活中吃的植物油及动物油的结构是怎样的？为什么现在提倡多吃植物油而少吃动物脂肪？临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂溶于水后，首先在溶液表面层聚集形成正吸附，当表面吸附达到饱和时，表面活性剂分子不能在表面继续吸附，表面活性剂分子即转入溶液内部。因其分子结构具备两亲性，致使表面活性剂分子亲油基团之间相互吸引，即亲油基团朝内，亲水基团朝外，缔合形成大小不超过胶体粒子范围（1～100nm），且在水中稳定分散的胶束。表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度，简称CMC。到达临界胶束浓度时，分散系统由真溶液变成胶体溶液，同时会发生表面张力降低，增溶作用增强，起泡性能和去污力加大，渗透压、导电度、密度和粘度等的突变。三、表面活性剂的分类根据分子组成特点和极性基团的解离性质，可分为阴离子表面活性剂离子型表面活性剂阳离子表面活性剂表面活性剂两性离子表面活性剂非离子型表面活性剂浊点（cloudpoint）:非离子型表面活性剂的水溶液，在逐渐加热的条件下，从透明溶液突然转变成浑浊液时的温度也称之为浊点。这类表面活性剂以其醚键中的氧原子与水中的氢原子以氢键形式结合而溶于水。氢键结合力较弱，随温度升高而逐渐断裂，因而使表面活性剂在水中的溶解度逐渐降低，达一定温度时转为不溶而析出成浑浊液。质量好的产品浊点明显，质量差的不明显。浊点与表面活性剂分子中亲水基和亲油基质量比有一定关系。krafft点：当温度升高至某一温度时，离子表面活性剂在水中的溶解度急剧升高，该温度称为krafft点。1、阴离子型表面活性剂：如脂肪酸皂（即肥皂）、十二烷基硫酸钠等，其特点是洗净去污能力强，在化妆品中的应用主要是清洁洗涤作用。3化妆品知识点介绍：肥皂、香皂和药皂的区别：生产普通肥皂是用各种动、植物油和氢化油，一般不用经过复杂的精制处理；生产香皂是用牛油、羊油和椰子油，制皂以前要经过碱炼、脱色、脱臭的精制处理，加工香皂的工序多，而且复杂。香皂的香气芬芳，是因为在加工过程中加入了1％—1.5％的香精，有的高档香皂加入的香精量更多，肥皂的碱性偏强，而香皂的碱性偏弱，因此香皂可以洗澡,但是肥皂最好拿来洗衣服。药皂则是在皂基中加入了各种不同的药物，对于细菌有着更强的杀灭作用。透明皂与普通肥皂的区别：（1）透明皂干皂（脂肪酸钠）含量≥74%，普通肥皂含干皂量≥43%（Ⅱ型）或≥54%（Ⅰ型）。普通肥皂目前市场上已很少见，已被透明皂逐步替代。（2）透明皂晶莹剔透、香味清新、去污力强、泡沫丰富、经久耐用。2、阳离子型表面活性剂：如高碳烷基的伯、仲、叔和季铵盐等，其特点是具有较好的杀菌性与抗静电性，在化妆品中的应用是柔软去静电。如现在的洗发水、护发素中常添加有阳离子型表面活性剂。3、两性型表面活性剂：如椰油酰胺丙基甜菜碱、咪唑啉等，其特点是具有良好的洗涤作用且比较温和，常与阴离子型或阳离子型表面活性剂搭配使用。在洗发水、洁面产品中常添加这种物质。4、非离子型表面活性剂：如失水山梨醇脂肪酸酯（Span）和其环氧乙烷加成物（Tween），其特点是安全温和，无刺激性，具有良好的乳化、增溶等作用，在化妆品中应用最广。在膏霜、乳液类产品中用到。四、表面活性剂在化妆品中的各种应用1、乳化作用使非水溶性物质在水中呈均匀乳化形成乳状液的现象称为乳化作用。乳化过程中，表面活性剂分子的亲油基一端溶入油相，亲水基一端溶入水相，活性剂的分子吸附在油与水的界面间，从而降低油与水的界面张力，使之能充分乳化。乳化按连续相是水相还是油相可分为水包油型（O/W）与油包水型(W/O)二种基本形式。油溶性与水溶性乳化剂的混合物产生的乳状液的质量及稳定性优于单一乳化剂产生的乳状液；油相极性越大，乳化剂应是更亲水的；被乳化的油类越是非极性的，乳化剂应是更亲油的。实际应用还必须经过实验测试，结合化妆品的安全性、商品性4方可确定。乳化剂在化妆品中的应用，主要是以膏霜、乳液为对象。常见如雪花膏、中性雪花膏都是O/W型乳状液，可用阴离子型乳化剂脂肪酸皂（肥皂）乳化，用肥皂乳化制取油分少的乳状液较容易，而且肥皂有胶凝作用可达较大粘度。对于含大量油相的冷霜，乳状液多属W/O型，可选用吸水量大、粘性大的天然羊毛脂乳化。目前应用最广的是非离子型乳化剂，其原因是非离子型乳化剂安全、刺激性低。有名的失水山梨醇脂肪酸酯（Span）和其环氧乙烷加成物(Tween)便是良好的复合非离子型乳化剂，Span亲油，Tween亲水，两者混合应用于O/W型露液中，可形成稳定性好、亲肤性高的乳状液。2、增溶作用使微溶性或不溶性物质增大溶解度的现象称为增溶作用。将表面活性剂加于水中时，水的表面张力初则急剧下降，继而形成活性剂分子聚集的胶束。当表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度时，胶束能把油或固体微粒吸聚在亲油基的一端，因此增大微溶物或不溶物的溶解度。选择表面活性剂作为增溶剂时可考虑如下：活性剂的亲油基越长，增溶量越大；被增溶物则是同系物中分子越大的增溶量越小；对于烷基链长度相同的，极性的化合物比非极性的化合物增溶量大。化妆水通常要用水与醇的混合液制取，根据水与醇混合比的变化则产品基质所使用的增溶剂也各异，但增溶时都是用亲水性强、HLB15的表面活性剂，多数用到非离子型的乙氧基化物（EO）。如化妆水的增溶对象是香料、油分和药剂等，可用烷基聚氧乙烯醚增溶。而聚氧乙烯的烷基芳基醚虽然增溶能力强，但对眼睛有害，一般不使用。此外，蓖麻油基的两性衍生物具有优良的香料油、植物油溶解性，且这种活性剂对眼睛无刺激，适用于制备无刺激香波等化妆品。化妆品知识点介绍：化妆水基础知识化妆水也称收缩水或爽肤、养肤水，我国市售的花露水也屑这类制品。化妆水一般呈透明液体，通常是在用洁面剂等洗净粘附于皮肤上的污垢后，为给皮肤的角质层补充水分及保湿成分，调整皮肤生理作用为目的而使用的。化妆水兼备清洁皮肤和补充水分，以保护皮肤的功能。它一般在清洁产品后，护肤产品前使用，可以作为这两者的一种补偿，但由于收到其机型要求的一些限制，并不能完全替代清洁，护肤产品。5近年来，化妆水更着重于保持皮肤水分均衡、控制油脂积累、营养皮肤、清除皮肤表面的过氧化脂质和活性脂酶，使皮肤清凉、爽洁。1、基本类型：（1）透明型：这种是目前市场上最常见的化妆水。此类产品由于其透明外观的限制，在可选用的原料，制备工艺等方面都有非常高的要求，很多原料由于无法得到透明外观而被弃用。化妆水中一般90％以上含量都是去离子水，为了帮助溶解一些油溶性成分比如香精，油脂，油溶性维生素等等，必须添加一定量的增溶剂，或者酒精等原料，以确保透明外观。即便如此，其中可添加的油溶性成分含量仍然非常有限，所以其滋润，保湿等功效主要都来自水溶性成分，这一定程度上也局限了它的最终效果。（2）乳液型：此类化妆水介于透明化妆水和乳液之间，外观为乳白色，也有一些外观为半透明状。配方中较之透明化妆水，其中油份的含量偏高，因此滋润效果明显提高。2、不同作用：（1）收敛水：又成为收缩水，紧肤水，爽肤水。一般为弱酸，以透明外观为主。作用机理：化学角度：收敛作用是由于酸及具有蛋白质作用的物质表现出来的特点。物理角度：酒精，薄荷醇所带来的清凉感，水分，酒精蒸发导致皮肤暂时性温度降低，使毛孔收缩。医学角度：帮助受伤皮肤愈合，加快组织生长。常用原料：酒精，薄荷醇，柠檬酸，金缕梅提取液，尿囊素等等。（2）柔肤水：以软化角质，是皮肤柔软，嫩滑为特点，一般ph为若碱性。作用机理：通过添加微量有机碱或者无机碱来软化角质层。常用原料：KOH,NaOH.（3）平衡水：调节皮肤酸碱性及水分。但实际上我以前也在皮肤ph的专篇中说明过，皮肤本身就具有调节ph的能力，而且现在洁面产品通常都是弱酸性，所以没有必要再靠化妆水来调节皮肤的ph。作用机理：添加具有调节作用的ph缓冲剂常用原料：乳酸盐。6（4）清洁水：主要用于淡妆卸装和清洁皮肤，但清洁，卸装能力都不强，只能作为专业卸装油，洗面奶的补充，不能替代他们。作用机理：与洗面奶相同，以表面活性剂的清洁能力为主。所以并没有特别之处。常用原料：温和性非离子型或两性表面活性剂。（5）其它：比如营养水，美白水等等。这些都是在以上的基本类型上，再适当添加相应的功能型成分。不过由于化妆水对油溶性成分溶解能力有限，所以无论是添加量还是选择种类都极大地限制了产品功效。3、误区：（1）过分夸大化妆水功效：实际上化妆水的功效完全可以通过洗面奶，膏霜来达到，并不是缺它不可。化妆水中常用的原料在洗面奶，膏霜中也经常被使用，尤其是在一些成套产品中，那些功效成分可能在不同产品中都有添加。（2）化妆水能补水：一说道保湿，大家都会想到补水。但由于水的分子量较大，基本很难被皮肤吸收，所以补水的说法根本就是错误。水分在脸上很快就会被蒸发，靠水分只能带来短时间的滋润感。（3）酒精：很多消费者对酒精反感，不可否认很多人会对酒精过敏。在化妆品所用的酒精是改性酒精，不仅气味更小，刺激也较寻常酒精有所降低。应该说它对于健康的肌肤是无害的，像收敛水中含有适量的酒精具有消炎、杀菌、清凉，收敛毛孔等作用，对油性肌肤和易长青春痘的肤质尤其适用。（4）过敏:其实化妆水中潜在的过敏源很多，比如增溶剂，香精，防腐剂，植物提取物。尤其是植物提取物，在普通人心目中由于其源自天然，而给人无伤害的印象。那绝对是错误。（5）土法检测：有人说通过摇化妆水，看它泡沫多少来判断其好坏，这个方法不正确。化妆水应该是以无泡为好，因为其配方中有发泡力的就是增溶剂，而泡沫越多则说明增溶剂多，或者就是油性成分少。增溶剂越多，则肤感越粘滞，过敏可能性越大。4、如何选择：选择化妆水之前，一定先要确定自己的肤质，然后选择合适的化妆水。（1）干性、中性肤质宜选用含有保湿成分的化妆水，最常见的保湿成分有甘油、山梨醣醇、天然保湿7因子、粘多醣类、聚乙烯醇、丙二醇、醣醛酸等，此类产品以选择半透明或乳液型化妆水为佳，一般透明化妆水的保湿能力有限。因为中性肤质在秋季如果不加以精心养护很容易转变为干性肤质，所以也要与干性肤质一样选用含有高效保湿成分的化妆水。对于一些混合型皮肤如果秋冬季节油脂分泌不是那么旺盛，也可以选择一些中等保湿性的化妆水。（2）油性、混合性，易长痘痘型肤质宜选用含有酒精成分的化妆水，含有酒精成分的化妆水有再次清洁、收缩毛孔、抑制油分的作用，多数适宜油性、混合性肤质使用的化妆水中同时含有软化角质的成分，可帮助油腻皮肤加速清除老化细胞，去角质成分能令老死细胞迅速脱落，使肌肤更清爽。通常去痘化妆水中会含有水杨酸，因为它能够帮助角质剥落，有一定杀菌，去痘作用。但是有些人对水杨酸过敏，所以购买时要看清成分(一般水杨酸这类成分都会有表示)。（3）受损、敏感性肤质宜选用含有消炎、镇定成分的化妆水，许多纯天然