氨基酸表面活性劑體系的增稠體系設計

文/李柏寬，廣州市采奴化妝品有限公司

近年來，氨基酸型表面活性劑因具有良好的洗滌，發泡，抗硬水等性能，受到了廣泛的關注，在化妝品行業中，N-酰基氨基酸型表面活性獲得了各大化妝品生產商的青睞。在實際應用中難以通過簡單方法增稠，極大的影響了其在化妝品行業中廣泛使用。氨基酸型表面活性劑分為脂肪類通過酰胺鍵連接形成，及天然α-氨基酸通過α-氨基連接形成。對氨基酸型表面活性劑的復配研究，多集中于與陽離子表面活性劑的復配體系，氨基酸型陰離子表面活性劑月桂酰基肌氨基酸鈉與兩性表面活性劑椰油酰胺丙基甜菜堿屬綠色表面活性劑，應用前景廣闊，將表面活性劑復配形成自增稠體系，考慮體系的粘溫性與發泡性能，得到系列氨基酸型陰離子表面活性劑復配的自增稠體系。為體系的實際應用提供參考。

1 實驗過程

椰油酰胺丙基甜菜堿，贏創德固塞特種化學有限公司，椰油酰胺丙基羥磺甜菜堿，上海高維化學有限公司，椰油基甜菜堿。瑞士克萊恩化工有限公司，月桂酰基肌氨酸鈉，瑞士克萊恩化工有限公司，椰油酰基肌氨酸鈉，日光化學貿易有限公司。肉豆蔻酰基肌氨酸鈉，日光化學貿易有限公司。棕櫚酰基肌氨酸鈉，日光化學貿易有限公司。國藥集團化學試劑有限公司。NaCl，上海鹽業有限公司。

PL4002電子天平，美國Mettler Toledo公司，Incucell恒溫箱，3M公司。JEOL JEM-1400TEM，日本電子株式會社。

用電子天平稱取一定配比的原料與去離子水，用NaOH調節溶液的pH，添加一定量的NaCl攪拌均勻密封放入溫度恒定箱靜置24h.取適量樣品，選擇合適轉子，用粘度計測得樣品粘度。

按GB/T7462-94進行測量，加入80g標準硬水，與718g去離子水，打開恒溫水浴器，依次使用去離子水測試管內壁3次。仔細移取50mL待測液，避免泡沫產生。移液管放置于固定器，迅速使移液管活塞處于完全打開狀態，至待測液完全放出，重復以上實驗2次。

樣品制備在25°C可控環境玻璃系統中進行，用濾紙擠壓格柵，用液態乙烷在-165°C急速冷凍后移至液氮中儲存。用JEOL JEM-1400在-174°C左右環境中進行拍照，圖片由Digital Microg raph處理。

2 實驗結果討論

選定CAPB與LS，以總活性物質量分數12%為基準，考察不同質量比與pH范圍，粘度為樣品在相同測試條件下測得。系列組合樣品外觀均澄清透明。

表1 質量比與pH對CAPB／LS體系粘度的影響

2種表面活性劑在不同質量比條件下自增稠效率不同。調節單一活性劑pH范圍無法獲得增稠效果，CAPB與LS復配自組裝形成膠束體系時，表面活性劑間復配比例對結構影響較大。

表2 NaCl對CAPB/LS體系粘度的影響（25°C）

取CAPB/LS的質量比為8/4的體系樣品，體系中存在蠕蟲狀膠束，在合適的質量比條件下，CAPB與LS在膠束電荷分布。可能原因為羰酸型甜菜堿CAPB在酸性時呈現陽離子性質，2種表面活性劑因靜電吸引形成共膠束，可預測表面活性劑分子的聚集行為，CAPB與LS形成共膠束后，共膠束沿一維方向生長行程較長易彎曲的聚集體。體系中形成蠕蟲狀膠束的表面活性劑濃度越高，體系最終粘度越大。

CAPB與LS原料中含有NaCl，在各有效增稠體系中添加額外NaCl，考察粘度的變化情況。對于不同質量比的CAPB/LS體系，少量NaCl含量變化對粘度影響小，為進一步考察NaCl的影響，選取CAPB/LS質量比為8/4，的體系，額外添加NaCl的質量分數至3.0%，當額外添加Na Cl質量分數小于0.5%時3，粘度未發生顯著變化。添加NaCl質量分數增至1.0%時，體系失去粘度。可能因加入過多NaCl減弱了極性集團間的靜電作用。降低了體系粘度。

體系在40℃時，粘度下降明顯。可能原因是高溫時，2種表面活性劑溶解度加快，導致復配形成蠕蟲狀膠束減少，2種表面活性劑溶解度下降，導致膠束形成增多。當體系中含較多NaCl時，5℃時因鹽析效應加劇，產生更多的蠕蟲狀膠束。40℃時，過多Na+離子減弱相互作用。提示實際應用時注意體系中電解質含量的影響。高溫40℃及低溫5℃條件下，體系外觀保持澄清透明，體系粘度變化的根本原因為改變蠕蟲狀膠束結構。

泡沫性能是清潔類產品評估中的關鍵評價指標，取CAPB／LS體系粘度最大值樣品比較發泡性能。除CAPB／LS質量比為9/3外，不同配比體系泡沫高度在11-12cm。說明質量比不是影響體系發泡性能的主要因素。9/3體系的泡沫高度接近純LS體系的5.2cm，揭示出PH是影響復配體系發泡能力的主要因素。

3 結語

通過調節質量比與PH，體系在較高溫度時粘度有所下降，在較低PH范圍，發泡性能降低。考察了烷酰基肌氨酸鈉／CAPB與不同兩性表面活性劑LS分配體系，通過調節質量比測試結果得出，CHSB／LS體系顯示出良好的應用前景。通過烷酰基肌氨酸鈉表面活性劑的考察，可以得出質量比是獲得此類復配增稠體系的通用方法。