氨基酸表面活性劑體系的增稠體系設(shè)計(jì)

文/李柏寬，廣州市采奴化妝品有限公司

近年來(lái)，氨基酸型表面活性劑因具有良好的洗滌，發(fā)泡，抗硬水等性能，受到了廣泛的關(guān)注，在化妝品行業(yè)中，N-?；被嵝捅砻婊钚垣@得了各大化妝品生產(chǎn)商的青睞。在實(shí)際應(yīng)用中難以通過(guò)簡(jiǎn)單方法增稠，極大的影響了其在化妝品行業(yè)中廣泛使用。氨基酸型表面活性劑分為脂肪類通過(guò)酰胺鍵連接形成，及天然α-氨基酸通過(guò)α-氨基連接形成。對(duì)氨基酸型表面活性劑的復(fù)配研究，多集中于與陽(yáng)離子表面活性劑的復(fù)配體系，氨基酸型陰離子表面活性劑月桂?；“被徕c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(yīng)用前景廣闊，將表面活性劑復(fù)配形成自增稠體系，考慮體系的粘溫性與發(fā)泡性能，得到系列氨基酸型陰離子表面活性劑復(fù)配的自增稠體系。為體系的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

椰油酰胺丙基甜菜堿，贏創(chuàng)德固塞特種化學(xué)有限公司，椰油酰胺丙基羥磺甜菜堿，上海高維化學(xué)有限公司，椰油基甜菜堿。瑞士克萊恩化工有限公司，月桂?；“彼徕c，瑞士克萊恩化工有限公司，椰油?；“彼徕c，日光化學(xué)貿(mào)易有限公司。肉豆蔻?；“彼徕c，日光化學(xué)貿(mào)易有限公司。棕櫚酰基肌氨酸鈉，日光化學(xué)貿(mào)易有限公司。國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。NaCl，上海鹽業(yè)有限公司。

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

用電子天平稱取一定配比的原料與去離子水，用NaOH調(diào)節(jié)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(zhuǎn)子，用粘度計(jì)測(cè)得樣品粘度。

按GB/T7462-94進(jìn)行測(cè)量，加入80g標(biāo)準(zhǔn)硬水，與718g去離子水，打開(kāi)恒溫水浴器，依次使用去離子水測(cè)試管內(nèi)壁3次。仔細(xì)移取50mL待測(cè)液，避免泡沫產(chǎn)生。移液管放置于固定器，迅速使移液管活塞處于完全打開(kāi)狀態(tài)，至待測(cè)液完全放出，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)2次。

樣品制備在25°C可控環(huán)境玻璃系統(tǒng)中進(jìn)行，用濾紙擠壓格柵，用液態(tài)乙烷在-165°C急速冷凍后移至液氮中儲(chǔ)存。用JEOL JEM-1400在-174°C左右環(huán)境中進(jìn)行拍照，圖片由Digital Microg raph處理。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

選定CAPB與LS，以總活性物質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%為基準(zhǔn)，考察不同質(zhì)量比與pH范圍，粘度為樣品在相同測(cè)試條件下測(cè)得。系列組合樣品外觀均澄清透明。

表1 質(zhì)量比與pH對(duì)CAPB／LS體系粘度的影響

2種表面活性劑在不同質(zhì)量比條件下自增稠效率不同。調(diào)節(jié)單一活性劑pH范圍無(wú)法獲得增稠效果，CAPB與LS復(fù)配自組裝形成膠束體系時(shí)，表面活性劑間復(fù)配比例對(duì)結(jié)構(gòu)影響較大。

表2 NaCl對(duì)CAPB/LS體系粘度的影響（25°C）

取CAPB/LS的質(zhì)量比為8/4的體系樣品，體系中存在蠕蟲(chóng)狀膠束，在合適的質(zhì)量比條件下，CAPB與LS在膠束電荷分布?？赡茉?yàn)轸仕嵝吞鸩藟ACAPB在酸性時(shí)呈現(xiàn)陽(yáng)離子性質(zhì)，2種表面活性劑因靜電吸引形成共膠束，可預(yù)測(cè)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(zhǎng)行程較長(zhǎng)易彎曲的聚集體。體系中形成蠕蟲(chóng)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(duì)于不同質(zhì)量比的CAPB/LS體系，少量NaCl含量變化對(duì)粘度影響小，為進(jìn)一步考察NaCl的影響，選取CAPB/LS質(zhì)量比為8/4，的體系，額外添加NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至3.0%，當(dāng)額外添加Na Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%時(shí)3，粘度未發(fā)生顯著變化。添加NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至1.0%時(shí)，體系失去粘度。可能因加入過(guò)多NaCl減弱了極性集團(tuán)間的靜電作用。降低了體系粘度。

體系在40℃時(shí)，粘度下降明顯?？赡茉蚴歉邷貢r(shí)，2種表面活性劑溶解度加快，導(dǎo)致復(fù)配形成蠕蟲(chóng)狀膠束減少，2種表面活性劑溶解度下降，導(dǎo)致膠束形成增多。當(dāng)體系中含較多NaCl時(shí)，5℃時(shí)因鹽析效應(yīng)加劇，產(chǎn)生更多的蠕蟲(chóng)狀膠束。40℃時(shí)，過(guò)多Na+離子減弱相互作用。提示實(shí)際應(yīng)用時(shí)注意體系中電解質(zhì)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?yàn)楦淖內(nèi)湎x(chóng)狀膠束結(jié)構(gòu)。

泡沫性能是清潔類產(chǎn)品評(píng)估中的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，取CAPB／LS體系粘度最大值樣品比較發(fā)泡性能。除CAPB／LS質(zhì)量比為9/3外，不同配比體系泡沫高度在11-12cm。說(shuō)明質(zhì)量比不是影響體系發(fā)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(fù)配體系發(fā)泡能力的主要因素。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)節(jié)質(zhì)量比與PH，體系在較高溫度時(shí)粘度有所下降，在較低PH范圍，發(fā)泡性能降低?？疾炝送轷；“彼徕c／CAPB與不同兩性表面活性劑LS分配體系，通過(guò)調(diào)節(jié)質(zhì)量比測(cè)試結(jié)果得出，CHSB／LS體系顯示出良好的應(yīng)用前景。通過(guò)烷酰基肌氨酸鈉表面活性劑的考察，可以得出質(zhì)量比是獲得此類復(fù)配增稠體系的通用方法。