洗發(fā)香波的體系及質(zhì)量控制

洗發(fā)香波的生產(chǎn)和使用已有60多年的歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它已由單純的洗滌功能發(fā)展成集去油污、去頭屑、營養(yǎng)、護(hù)發(fā)、黑發(fā)等多功能于一體的產(chǎn)品。由于其功能日趨增多，使得洗發(fā)香波體系越來越復(fù)雜，它是一個(gè)集表面活性劑膠團(tuán)溶液、油性物質(zhì)增溶或分散懸浮、高分子化合物膠體溶液等為一體的復(fù)雜體系，使得洗發(fā)香波往往不象有的化妝品那么容易穩(wěn)定。筆者參考前人的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己多年來的研究體會(huì)和生產(chǎn)實(shí)踐，理論與實(shí)際相結(jié)合，分析洗發(fā)香波開發(fā)及生產(chǎn)中的一些質(zhì)量問題，希望給洗發(fā)香波的配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供一些指導(dǎo)。

1. 洗發(fā)香波的體系

1.1 表面活性劑濃溶液體系

洗發(fā)香波是以陰離子表面活性劑為主體，配以一定量的非離子、兩性離子和高分子陽離子表面活性劑，總含量在10～26%之間，構(gòu)成了一種混合表面活性劑的膠團(tuán)溶液。一般認(rèn)為，在表面活性劑濃度不是很大時(shí)(超過cmc不多)，膠團(tuán)通常為球形；當(dāng)溶液濃度高出cmc10倍或更高時(shí)，膠團(tuán)的形狀變?yōu)榉乔蛐?，通常呈棒狀；隨著濃度不斷增加，棒狀膠團(tuán)聚集成束，呈六角形相堆積狀；再高濃度就會(huì)轉(zhuǎn)變成層狀結(jié)構(gòu)；濃度再增高，則由于水含量減少，發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成逆膠團(tuán)。洗發(fā)香波體系應(yīng)該處在棒狀膠團(tuán)至六角形相之間。

表面活性劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)形狀與溶液粘度有密切的關(guān)系。一般認(rèn)為，棒狀膠團(tuán)的溶液粘度比球狀膠團(tuán)大，而最大粘度似乎發(fā)生在六角形相附近，進(jìn)入層狀相則粘度下降。

洗發(fā)香波的表面活性劑溶液中還存在無機(jī)電解質(zhì)，一是為增稠而加入的鹽，二是有些原料本身就含有鹽(如陰離子和兩性離子表面活性劑)。無機(jī)鹽的加入，使溶液表面張力降低，cmc降低及膠團(tuán)締合度增大，使得粘度增加，量太多的情況下可使表面活性劑析出形成新相，溶液出現(xiàn)混濁，粘度下降。少量的電解質(zhì)還可加大膠團(tuán)對非極性有機(jī)物的增溶作用，但會(huì)降低對極性有機(jī)物的增溶能力。

1.2 油性物質(zhì)的增溶體系

由于表面活性劑在制備過程中或多或少地還含一些沒反應(yīng)的油性物質(zhì)，這些油性物質(zhì)再加上洗發(fā)香波中加入的香精、油性潤滑劑(如高碳醇、羊毛脂等)，將被表面活性劑膠團(tuán)增溶。當(dāng)油量增加，體系會(huì)變成乳狀液，但當(dāng)有輔助表面活性劑(如醇類)存在時(shí)，也可成為微乳液。

1.3 分散體系洗發(fā)香波中的珠光劑(如乙二醇硬脂酸酯)是呈片狀晶體存在，它均勻分散在體系中，令添加的高粘度硅油、去頭屑劑ZPT、沒有被增溶的高碳醇、三烷基季銨鹽柔軟劑等都是以懸浮形式分散在洗發(fā)香波中。要指出的是，這些成分的分散只需要少量的表面活性劑作為分散劑，而大部分表面活性劑仍以膠團(tuán)形式存在，這與一般意義上的乳狀液和懸濁液不同，它不會(huì)改變洗發(fā)香波的膠團(tuán)溶液體系，否則洗發(fā)香波將失去粘度和泡沫，這一點(diǎn)十分重要。

1.4 高分子膠體溶液體系

為了改善梳理性和抗靜電性，或?yàn)榱嗽黾诱扯?，洗發(fā)香波中還加入陽離子瓜爾膠季銨鹽、陽離子纖維素季銨鹽、聚季銨鹽或雙硬脂酸聚乙二醇酯、漢生膠、聚丙烯酸(鹽)等高分子化合物，這些物質(zhì)的加入除具有本身的功能外，還具有穩(wěn)定體系的作用。

2. 洗發(fā)香波的質(zhì)量要求

2.1 外觀

透明洗發(fā)香波應(yīng)該清澈透明，沒有沉淀物，即使在0℃也不出現(xiàn)渾濁；乳濁洗發(fā)香波應(yīng)均勻一致，珠光型需有均勻的絲綢般的閃亮珠。洗發(fā)香波還需有一定的粘度，一般粘度應(yīng)控制在2500～10000mPa.s，這樣才會(huì)給使用帶來方便。

由于洗發(fā)香波是一個(gè)復(fù)雜的體系，在存放使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，主要表現(xiàn)在：粘度下降，透明洗發(fā)香波出現(xiàn)渾濁或沉淀，乳濁、珠光型出現(xiàn)絮狀甚至分層，組分之間相互作用或表面活性劑發(fā)生水解。洗發(fā)香波一般應(yīng)能經(jīng)受5～6次耐寒、耐熱交替試驗(yàn)，透明型洗發(fā)香波不出現(xiàn)渾濁及沉淀，乳濁型不出現(xiàn)分層。

2.2 起泡性

泡沫是洗發(fā)香波中最重要的指標(biāo)之一，豐富的泡沫在洗發(fā)過程不僅具有攜污的作用，而且在感覺上也是一種享受。洗發(fā)香波除了應(yīng)具有豐富的泡沫，還要起泡迅速，要有一定的耐油性。

2.3 去污力和梳理性

洗發(fā)香波應(yīng)具有一定的去污能力，但去污力不宜太強(qiáng)。一方面頭皮和頭發(fā)表面的污垢較容易去除(頭發(fā)的相互摩擦尤如“刷子”)，二是如把頭發(fā)自身分泌的護(hù)發(fā)油性成分洗去太多，這樣不但會(huì)損傷頭發(fā)，而且干燥的頭發(fā)使梳理時(shí)摩擦力增大，梳理性變得很差。因此一般希望洗發(fā)香波的去污力要相對弱一點(diǎn)。

頭發(fā)的梳理性一般包括濕梳性和干梳性兩個(gè)概念。濕梳性通常是指在洗發(fā)中當(dāng)泡沫被沖掉后的手感和梳理性，當(dāng)用手指插入頭發(fā)從發(fā)根向發(fā)梢運(yùn)動(dòng)時(shí)，梳理好的洗發(fā)香波給你一種沒有阻力的感覺，并且沒有所謂干草感，具有絲般的柔軟。干梳性是指頭發(fā)干后(即在空氣中達(dá)到平衡后)，頭發(fā)手感和梳理性。好的洗發(fā)香波會(huì)給你帶來滑順又沒有濕重的飄柔感覺，有如觸摸絲綢的感覺，梳理時(shí)不產(chǎn)生靜電、纏結(jié)，更重要的是不易沾塵，洗發(fā)后2～3天頭發(fā)仍保持輕松感。

2.4 刺激性和溫和性

一般來說，洗發(fā)香波在安全上是不會(huì)有問題的，但在刺激性和溫和性上是有差別的。有刺激性的洗發(fā)香波往往會(huì)引起頭皮發(fā)癢、頭屑增多。洗發(fā)香波的主要原料十二醇硫酸銨(LSA)是一種刺激性較高的表面活性劑，需要與其它低刺激性表面活性劑合理配比，降低其刺激性。另外某些殺菌去屑劑用量過多往往會(huì)損傷頭皮，使頭皮更癢，頭屑更多。溫和洗發(fā)香波即使流入眼內(nèi)也不會(huì)感到刺痛，對養(yǎng)護(hù)頭發(fā)有好處。

3. 洗發(fā)香波的常見問題及解決辦法

3.1 混濁問題

混濁是透明洗發(fā)香波易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，一般情況是常溫下透明，低溫下出現(xiàn)混濁，嚴(yán)重的恢復(fù)室溫也不能恢復(fù)透明。引起的原因有：

1)電解質(zhì)含量偏高，使表面活性劑Krafft點(diǎn)降低，在低溫下析出新相而混濁。電解質(zhì)含量高的原因除了配方中加入外，陰離子和兩性離子表面活性劑中帶入也是主要因素。解決的辦法：一方面控制原料質(zhì)量；另一方面，如果洗發(fā)香波粘度較低時(shí)，不要單純靠加鹽增稠，應(yīng)加入適當(dāng)?shù)脑龀韯?，如雙硬脂酸聚乙二醇酯。

2)配方中選用的表面活性劑溶解度較低或Krafft點(diǎn)太高，如椰油酸單乙醇酰胺在低活性物含量的產(chǎn)品中容易低溫析出。因此，在進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用一些溶解性好或Krafft點(diǎn)低的表面活性劑或配入適當(dāng)?shù)脑鋈軇⒊吻鍎?，以保證洗發(fā)香波即使在0℃也不混濁。

3)透明洗發(fā)香波的香精應(yīng)選用香波專用香精，其他香精如膏霜用香精不易被膠團(tuán)增溶，可能會(huì)使洗發(fā)香波混濁。

3.2 分層問題

分層是乳濁珠光型洗發(fā)香波易出現(xiàn)的問題，一般是在長時(shí)間放置或高溫試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)上浮、下沉等。引起分層的主要原因有：

1)同樣是由于電解質(zhì)含量偏高，一方面破壞分散體系，使油性物質(zhì)絮凝或聚結(jié)上??；另一方面可使表面活性劑膠團(tuán)增大到生成新相而析出。

2)洗發(fā)香波粘度偏低和油含量偏高也易產(chǎn)生分層，油含量偏高一方面使香波的粘度降低，使油性物質(zhì)易于上??；另一方面使油增溶狀態(tài)轉(zhuǎn)變成乳狀液，破壞了膠團(tuán)的分散特性。例如加入非極性油(如石蠟油、角鯊?fù)榈?易使洗發(fā)香波分層。

3)有時(shí)溫度的變化會(huì)改變表面活性劑的親油親水性，也會(huì)使一些物質(zhì)產(chǎn)生固—液變化，從而引起產(chǎn)品的分層。因此在考核洗發(fā)香波穩(wěn)定性時(shí)，常用高溫和冷凍試驗(yàn)進(jìn)行考核。

4)某些親水性強(qiáng)的陰離子表面活性劑(如烷基醚磺基琥珀酸二鈉)，可使高分子陽離子懸浮劑被增溶進(jìn)入膠團(tuán)，而失去膠體的懸浮特性，也易分層。

總之，引起洗發(fā)香波分層的原因較多，應(yīng)針對特定的配方體系找出引起分層的原因并予以解決，必要時(shí)加入適當(dāng)?shù)膽腋?，以保證體系的穩(wěn)定，如漢生膠、聚丙烯酸聚丙烯酰胺樹脂等，某些陽離子聚合物如陽離子瓜爾膠也有一定的懸浮能力，是一種多功能助劑，可以采用。

3.3 粘度問題

有時(shí)洗發(fā)香波粘度偏低，可能的原因有：

1)表面活性劑含量太低，形成的膠團(tuán)偏小，進(jìn)不到高粘度的區(qū)域。此問題在低檔香波中較為突出，此時(shí)應(yīng)加入合適的增稠劑如羥乙基纖維素等。

2)電解質(zhì)含量過低過高，低了沒能使表面活性劑膠團(tuán)達(dá)到六角形相或附近，高了使膠團(tuán)進(jìn)到了層狀相。

3)有小分子極性有機(jī)物存在，使膠團(tuán)變小，例如洗發(fā)香波中含有乙醇等。少量的尿素、二甲苯磺酸鹽、對甲苯磺酸鹽等常用來適度調(diào)低洗發(fā)香波的粘度。

4)油性物質(zhì)偏高或不易被增溶物較多，這時(shí)洗發(fā)香波可能成為浮狀液，大部分表面活性劑將從膠團(tuán)轉(zhuǎn)移到油水界面上，從而破壞了原有的膠團(tuán)溶液結(jié)構(gòu)，使體系粘度下降。油性物質(zhì)除了配方中加入外，表面活性劑生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化率不高或發(fā)生水解時(shí)都可能進(jìn)入。

5)溫度升高一般體系粘度下降，對合適的表面活性劑膠團(tuán)構(gòu)成的粘稠液體時(shí)對溫度并不很敏感，而用聚乙二醇雙硬脂酸酯增稠或用了較多的鹽來增稠的體系就對溫度較敏感了。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)溫度下降反而變稀的現(xiàn)象，可能是有物質(zhì)析出的緣故，例如椰油酸單乙醇酰胺在低活性物含量的體系中就會(huì)出現(xiàn)上述問題。

6)有時(shí)洗發(fā)香波在貯存過程會(huì)變稀，這種情況下應(yīng)考慮表面活性劑發(fā)生水解的可能，特別是LSA(十二醇硫酸鈉)易發(fā)生水解。這時(shí)體系應(yīng)加入PH緩沖劑，如磷酸二氫鈉，將PH緩沖在5.5～6.5之間，這樣即使有少量LSA水解，體系PH值也不會(huì)急劇下降，從而緩解LSA進(jìn)一步水解。

3.4 泡沫問題

一般希望洗發(fā)香波有高的發(fā)泡性和一定的穩(wěn)泡性，并且要發(fā)泡迅速，還要有一定的耐油性，這一點(diǎn)在洗發(fā)香波測定的泡沫和實(shí)際洗發(fā)呈現(xiàn)的泡沫不一致上，可體會(huì)到。洗發(fā)香波泡沫低可能有如下原因造成：

1)表面活性劑選擇不合適，例如聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑、皂類都會(huì)影響陰離子表面活性劑的發(fā)泡性能。LSA與AESA(月桂醇醚硫酸銨)配合使用，可獲得穩(wěn)定的高泡體系；當(dāng)LSA含量高時(shí)泡沫性好，而AESA或AES(月桂醇醚硫酸鈉)含量高時(shí)則泡沫性差些。N-烷酰肌氨酸鹽、APG(烷基多糖苷)、一些兩性表面活性劑有增泡作用，烷基醇酰胺具有良好的穩(wěn)泡效果，還可提高泡沫的耐油性。

2)油的消泡作用不容忽視，一種是增溶在膠團(tuán)里的油，一種是被乳化的油，對表面活性劑的發(fā)泡和穩(wěn)泡都有顯著的影響。為此，洗發(fā)香波中不宜含有過多的油性物質(zhì)，而且油性物最好以粗分散體存在。

3)珠光型洗發(fā)香波中的珠光劑也會(huì)顯著影響洗發(fā)香波的泡沫，因硬脂酸乙二醇酯也是一種油性物質(zhì)，如果珠光劑在洗發(fā)香波中結(jié)晶不好，不單珠光不明顯，而且會(huì)極大地降低洗發(fā)香波的泡沫。因此使用珠光片的洗發(fā)香波，必須注意配方體系對珠光晶體析出的影響；另外配制過程的溫度、冷卻速度、攪拌速度也會(huì)影響珠光晶體的析出。另一種珠光產(chǎn)品---珠光漿，雖然也是乙二醇硬脂酸酯與表面活性劑的體系，但它是在特定的體系、特定的工藝條件下完成的，珠光晶體析出率高，珠光顯露好，加在洗發(fā)香波中對泡沫影響就小，而且使用方便。

3.5 腐敗變質(zhì)

引起洗發(fā)香波腐敗變質(zhì)有兩大方面的原因：一是微生物污染，二是防腐體系不合適。微生物污染來源有幾個(gè)：(1)水質(zhì)的污染；(2)原料的污染；(3)生產(chǎn)場所的環(huán)境衛(wèi)生和衛(wèi)生操作；(4)包裝材料；(5)使用過程。這是一個(gè)涉及到管理與技術(shù)的問題，與一般化妝品生產(chǎn)相類似，這里不就贅述了。下面談?wù)劮栏瘎┑倪x用問題。

防腐劑的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)作用范圍，單一種防腐劑一般難以獲得廣譜的抗菌范圍，需兩種乃至幾種防腐劑配合使用；(2)使用濃度，注意每一種防腐劑的最低抑菌濃度；(3)最佳PH值；(4)相容性/鈍化作用，如有的防腐劑與某些表面活性劑不相容(如新潔爾滅與陰離子表面活性劑不相容)，有的被某些物質(zhì)所鈍化(如甲醛和能析出甲醛的防腐劑會(huì)被蛋白質(zhì)所鈍化)；(5)毒性和刺激性；(6)穩(wěn)定性，有的防腐劑高溫不穩(wěn)定，加入溫度不宜高。

尼泊金酯類在洗發(fā)香波中是進(jìn)入膠團(tuán)，這會(huì)降低它的防腐效能。苯甲酸及其鹽適合在PH值小于5的場合使用，所以在洗發(fā)香波中一般不采用?？ㄋ?Kathon-CG)在洗發(fā)香波中較為有效，但其貯存條件荷刻，不宜在高于40℃環(huán)境條件下存放，且其活性會(huì)被胺、醇胺、硫酸鹽所鈍化。布羅波爾(Bronopol)在溫度高時(shí)會(huì)分解，加入溫度要小于50℃，另外其抗霉菌和酵母菌效果較差，需和其它防腐劑配合使用(如Kathon-CG)。咪唑烷基脲對細(xì)菌效果好而對真菌抑制能力差，需和Kathon或尼泊金酯類配合使用，加入溫度也不宜高。甲醛因?qū)ρ劬τ泻Γ圆荒苁褂谩?/p>