常用懸浮劑對洗發香波懸浮與調理性能的影響

袁陽明，曾衍生，林文真

（珠海伊斯佳科技股份有限公司，廣東 珠海 519000）

隨著生活質量的提高，人們對洗發水的要求也越來越高，洗發水不僅要具有清潔功能，還要具有良好的調理、保養、修復功能以及符合美學的外觀，加入去屑劑、調理劑（硅油和油脂）、珠光劑、干燥植株等特殊成分添加劑成為一種新的流行時尚[1,2]。文獻[2-4]報道，決定添加劑長期穩定分散在體系的關鍵因素是流體的屈服值，目前市面上最常用的提高香波屈服值的懸浮劑有卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物、丙烯酸（酯）類共聚物、二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺，由于使用高分子懸浮劑會形成凝膠，提高產品黏度和稠度[5,6]，同時會使得洗護產品在使用過程中難以搓開，造成黏膩的感覺，進而影響產品使用體驗感。懸浮劑是功效型香波中的重要成分，但關于懸浮劑對香波的綜合影響，國內至今尚未相關報道。筆者對以上4種懸浮劑對洗發香波的影響進行了一系列探究，為開發新型功效香波提供一定的理論依據。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

卡波姆（940）、丙烯酸（酯）類共聚物（SF-1），路博潤特種化工制造（上海）有限公司；丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物（Ur-20），廣州天賜高新材料股份有限公司；二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺（DXTAB-2），廣州市東雄化工有限公司；月桂醇聚醚硫酸酯鈉（RSAW ESB70/ZA）、月桂醇硫酸酯銨（RSAW 70/ZA），湖南麗臣奧威實業有限公司；月桂酰氨丙基甜菜堿（CAB-35）、椰油酰胺MEA（CMEA），廣州星業科技股份有限公司；吡硫鎓鋅（ZPT），Lonza；聚二甲基硅氧烷醇（AM2200C），Momentive；乙二醇二硬脂酸酯（PROX 323TDS乙二醇二硬脂酸酯），Croda；EDTA 二鈉（EDTA-2Na），麗水博瑞特化工有限公司；季聚銨鹽-10（JR-400），陶氏化學公司；實驗所用主要原料均為化妝品級。

無損發束，上海聚澤生物科技有限公司；MTT175英國DIA-STRON頭發多功能測試儀，英國Dia-stron；2151羅氏泡沫測試儀，上海銀澤儀器設備有限公司；NDJ-8S數字旋轉黏度計，上海方瑞儀器有限公司；KQ52OOB超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 懸浮劑的預處理

卡波姆：提前8 h浸泡，使用前均質機低速均質分散均勻即可。

丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物：提前4 h浸泡，使用前均質機低速均質分散均勻即可。

丙烯酸（酯）類共聚物：使用前用2倍冷水稀釋后投入。

二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺：與產品體系高溫料一同投入。

1.2.2 不同懸浮劑洗發香波流變曲線測定

控制體系加入懸浮劑固含量均為0.5%，根據表1配方制得樣品，測定不同速率下體系黏度（記為ηv），按下式換算成黏度比值。實驗重復3次，求得平均值，繪制轉速-黏度比值曲線圖。

式中：ηv為不同轉速下所測黏度，mPa·s；η60為轉速60 r/s時所測黏度，mPa·s。

1.2.3 不同懸浮劑對洗發香波穩定性評價

根據表1分別制得樣品（乙二醇二硬脂酸酯、吡硫鎓鋅、聚二甲基硅氧烷醇需控制單一變量），控制懸浮劑總固含量為0.5%，同時考慮經濟成本，分別添加0.4%卡波姆、0.4%丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物、0.9%丙烯酸（酯）類共聚物、0.7%二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺。打樣完成后，使用適量檸檬酸、氫氧化鈉、氯化鈉調節樣品pH為6.20～6.80，黏度調節至1 000～3 000 mPa·s，將樣品放置于50 ℃下加速實驗，探究不同懸浮劑對含硅油、珠光片、去屑劑的洗發香波穩定性的影響。

1.2.4 不同懸浮劑對洗發香波梳理性評價

實驗根據市場生產配方案例用量（0.4%卡波姆、0.4%丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物、0.9%丙烯酸（酯）類共聚物、0.7%二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺），參考表1洗發香波基礎配方制得樣品并測試。

表1 洗發香波基礎配方Tab.1 Shampoo base formula

頭發梳理功評估測試：6束（長約20 cm、質量約10 g）發質相同的發束、10%月桂醇聚醚硫酸酯鈉水溶液、樣品、陰性對照品（無調理劑的洗發香波）；依次將發束用2 g 10%月桂醇聚醚硫酸酯鈉水溶液超聲波洗滌20 min，反復洗滌至用頭發多功能測試儀測得其濕梳理功為0.005～0.006 J，記為基礎梳理功J基；6束發束分3組，1組用空白自來水洗滌，1組用陰性對照品洗滌，1組用樣品洗滌，測試洗滌好的發束濕梳理功，測試10次并求得平均值即為所用洗滌產品濕梳理功J濕。在恒溫環境下晾干，測其干梳理功10次并求的每組發束平均值即為所用洗滌產品干梳理功J干。實驗重復3次，統計數據并求得平均值[7-11]。

志愿者沙龍測試：挑選10名評價人員，一半發質良好（無燙染），一半發質受損者（有燙染）。先用基礎香波（非二合一香波）洗發，以消除個體頭發差異。沖洗干凈后，待半干半濕時將頭發一分為二，在其中一邊涂上樣品，長發者涂3 g，短發者涂2 g，然后對涂上樣品的頭發進行洗發，評價人員分別在洗發搓揉起泡時、發半干半濕時及干發時回答問題[7]。

1.2.5 不同懸浮劑對洗發香波泡沫性評價

同1.2.4參考表1洗發香波基礎配方制得樣品并測試。按GB/T 13173-2008表面活性劑、洗滌劑實驗方法中泡沫高度測試方法進行測試，測試樣品在0 min的發泡高度與5 min后的穩泡高度，實驗重復3次，求平均值[12]。

2 結果與討論

2.1 對洗發香波流變曲線的影響

4種懸浮體系的轉速-黏度比值曲線圖見圖1。由圖1可知，4類增稠體系均屬于剪切變稀體系，在轉速降低時，卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物體系黏度上升比值較大，其次是丙烯酸（酯）類共聚物和二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺的體系。由此可知，卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物能更有效地增加產品的屈服值，而丙烯酸（酯）類共聚物次之，二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺提升產品屈服值的能力最差。可能是因為高分子聚合物被堿或有機胺中和其酸基后，因去質子化的基團電荷排斥使得聚合物溶脹，其溶脹體積比二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺大數倍，使得產品屈服值較高。相比之下，卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物中還存在氫鍵、疏水鍵的作用，這可能是它們提升屈服值的能力較強的原因。

圖1 4種懸浮劑體系流變曲線圖Fig.1 Rheological curves of four suspension systems

2.2 對洗發香波穩定性的影響

懸浮劑對香波穩定性影響見表2。由表2可以看出，當懸浮劑固含量均為0.5%時，4種懸浮劑中卡波姆的懸浮能力最強，丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物次之，丙烯酸（酯）類共聚物和二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺的懸浮能力較差。

表2 懸浮劑對香波的影響Tab.2 Effect of suspending agent on shampoo

考慮經濟成本下，丙烯酸（酯）類共聚物由于成本低，大量的添加使體系具有更優越的穩定性。

2.3 對洗發香波梳理性的影響

根據實驗所測得的干、濕梳理功見表3，志愿者沙龍實驗反饋結果見表4。由表3可知，丙烯酸（酯）類共聚物處理后的發束濕梳理功較小，卡波姆和丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物次之，二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺的濕梳理性效果較差；在干梳性方面，丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物處理后的發束梳理功較大，較難梳理，其余3種體系差異不大，其干梳理功約為0.015 J。結合表4半頭沙龍實驗反饋結果，卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物、丙烯酸（酯）類共聚物對產品的拉絲感貢獻度大，產品使用時手感較黏膩，而其梳理功較小，可能是因為分子量較大，網狀結構寬，易于附著在頭發表面，填充了頭發表面毛鱗片降低了摩擦力，因而其梳理性更滑順，也因此在使用時帶來黏膩的膚感；相反的，二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺可能由于分子量較小，在頭發上沉積較困難，使得頭根間靜電摩擦力較大，因而濕梳功較大。

表3 干、濕梳理功Tab.3 Comb dry and wet comb combing work

表4 志愿者評價Tab.4 Volunteer evaluation

2.4 對洗發香波泡沫的影響

實驗測得泡沫高度見表5。由表5可知，丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物體系的發泡能力較佳，丙烯酸（酯）類共聚物體系的穩泡能力較佳，可能是因為丙烯酸（酯）類共聚物加入量大，過多的高分子增稠劑使得樣品溶液分子間排列緊密而界面膜強度增大，由于界面膜的強度較大而形成的泡沫較為穩定[13]。

表5 泡沫高度Tab.5 Foam height

3 結論

對常用的4種懸浮劑進行不同指標的測試，測試結果如下：

1）不同懸浮劑影響產品屈服值和穩定性由大到小順序為：卡波姆、丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物、丙烯酸（酯）類共聚物、二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺。

2）0.9%的丙烯酸（酯）類共聚物處理后的頭發濕梳理功最小，0.4%的丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物處理后的頭發干梳理功最大；志愿者沙龍實驗結果表明，產品清爽到黏膩排序為：0.7%的二（氫化牛脂基）鄰苯二甲酸酰胺、0.4%的丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物和0.4%的卡波姆、0.9%的丙烯酸（酯）類共聚物。

3）不同懸浮劑對產品，含0.4%的丙烯酸（酯）類/C10-30 烷醇丙烯酸酯交聯聚合物體系發泡性能較好，含0.9%的丙烯酸（酯）類共聚物體系穩泡性較好。

測試結果表明懸浮性越好的產品往往帶來厚重的黏膩感，但其梳理性方面更佳，該實驗無法判斷是由于增稠劑沉積在毛鱗片上，還是因為更穩定的體系增加了產品中的調理劑（硅油等）的沉積性，對此筆者希望有后人對此進行更進一步的研究。