常用牙膏增稠劑水溶液的性能研究

伍 鵬

(云南白藥集團健康產品有限公司，云南 昆明 650500)

牙膏常用的增稠劑種類主要是有三類：有機合成膠，如羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素等；天然植物膠，如黃原膠、卡拉膠等；無機膠，如二氧化硅、硅酸鎂鋁等[1]。這些增稠劑的共同特點是干燥狀態(tài)時成緊密聚集的分子鏈，溶脹后形成聚合物鏈的膠狀網(wǎng)絡[2,3]。每種增稠劑都有自己的特點，牙膏產品里通常采用復配的方式來實現(xiàn)更優(yōu)秀的性能。本研究通過對幾種常用增稠劑單一成分及其復配組合在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度性能變化進行研究，具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 實驗裝置

PB 203-N電子天平：東京理化有限公司；ME4002 E電子天平：梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；DV3T-RV型流變儀：美國BROOKFIELD；恒溫水浴鍋：國華電器有限公司。

1.2 實驗材料

羧甲基纖維素鈉(CMC)：丹尼斯克(中國)有限公司，IH 9、IH 12、9H-1000型；羥乙基纖維素(HEC)：亞什蘭(中國)投資有限公司；透明黃原膠：山東中軒股份有限公司；卡拉膠：斯比凱可公司。

2 實驗結果

2.1 增稠劑2%水溶液粘度

25℃ ± 1.0℃條件下，將4g增稠劑在攪拌狀態(tài)下加入到196g水中，制成2%水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流變儀測定粘度，結果見表1。

表1 增稠劑2%水溶液粘度

2.2 增稠劑2%鹽水溶液粘度

在25℃ ± 1.0℃條件下，將4g增稠劑在攪拌狀態(tài)下加入到196g 4% Nacl鹽水溶液中，制成2%鹽水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流變儀測定粘度，結果見表2。

表2 增稠劑2%鹽水溶液粘度

2.3 復配增稠劑2%水溶液粘度

在25℃±1.0℃條件下，將復配好的4g增稠劑(增稠劑的配比為1∶1，下同)在攪拌狀態(tài)下加入到196g水中，制成2%水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流變儀測定粘度，結果見表3。

表3 復配增稠劑2%水溶液粘度

2.4 復配增稠劑2%鹽水溶液粘度

在25℃±1.0℃條件下，將復配好的4g增稠劑在攪拌狀態(tài)下加入到196g 4% Nacl鹽水溶液中，制成2%鹽水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流變儀測定粘度，結果見表4。

表4 復配增稠劑2%鹽水溶液粘度

3 結果分析

3.1 單一增稠劑水溶液的粘度表現(xiàn)及耐鹽性

通過對比各種增稠劑在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值，來判斷其耐鈉鹽能力，結果見圖1。

圖1 增稠劑在2%水溶液中的粘度與2%鹽水溶液中的粘度

由圖1可以看出，幾種增稠劑的水溶液粘度各不相同，其中透明黃原膠、HEC和9H-1000的水溶液粘度相當且最高，IH9和IH12的水溶液粘度相當，卡拉膠的粘度最低。在耐鈉離子方面，卡拉膠最差，2%鹽水溶液粘度下降了59%，并且出現(xiàn)較為嚴重的分層現(xiàn)象。其他幾種增稠劑耐鈉離子能力較強，其中IH 12的2%水溶液和2%鹽水溶液粘度基本相等； IH 9的2%鹽水溶液比2%水溶液粘度上升35.7%；9H-1000的2%鹽水溶液比2%水溶液粘度上升42.7%；HEC的2%鹽水溶液比2%水溶液粘度上升10.4%；透明黃原膠的2%鹽水溶液比2%水溶液粘度上升67.0%。這5種增稠劑在2%鹽水鹽水溶液中，粘度不但沒有下降，還對粘度的呈現(xiàn)具有積極作用。

3.2 復配增稠劑水溶液粘度變化

通過對比各種復配增稠劑在2%水溶液中的粘度值與理論粘度值(兩個單一增稠劑在2%水溶液中的粘度平均值)，以研究各種增稠劑復配后在水溶液的相互作用，結果見圖2。

圖2 復配增稠劑在2%水溶液中的實際粘度值與理論粘度值

由圖2可以看出，各種復配增稠劑在2%水溶液中的實際粘度值與理論粘度值的表現(xiàn)各不相同，IH9+IH12、IH9+9H-1000、IH12+9H-1000三組的差異最小，余下的組合差異較大，其中既有正偏差，也有負偏差。通過分析發(fā)現(xiàn)，比較特殊的3種增稠劑為卡拉膠、透明黃原膠和HEC。除去這3種增稠劑的相互復配，復配有卡拉膠或透明黃原膠的組合其實際粘度值均低于理論粘度值；復配有HEC的組合其實際粘度值均高于理論粘度值。在2%水溶液中，與理論粘度值相對比，HEC與其他增稠劑復配有協(xié)同作用，而卡拉膠或透明黃原膠與其他增稠劑復配粘度有一定下降。

3.3 復配增稠劑鹽水溶液粘度變化

通過對比各種復配增稠劑在2%鹽水溶液中的粘度值與理論粘度值(兩個單一增稠劑在2%鹽水溶液中的粘度平均值)，以研究各種增稠劑復配后在鹽水溶液中的相互作用，結果見圖3。

圖3 復配增稠劑在2%鹽水溶液中的實際粘度值與理論粘度值

由圖3可以看出，IH9+IH12、IH9+9H-1000、IH12+9H-1000三個組合在2%鹽水溶液中的實際粘度值與理論粘度值的差異最小，與其在水溶液中的粘度表現(xiàn)一致。仍然比較特殊的3種增稠劑：卡拉膠、透明黃原膠和HEC。除去這3種增稠劑的相互復配，復配有卡拉膠或HEC的組合其實際粘度值均低于理論粘度值；復配有透明黃原膠的組合其實際粘度值均高于理論粘度值。在2%鹽水溶液中，與理論粘度值相對比，透明黃原膠與其他增稠劑復配在耐鈉離子上有協(xié)同作用，而卡拉膠或HEC與其他增稠劑復配粘度有一定下降，透明黃原膠和HEC這一點的表現(xiàn)與其在水溶液中剛好相反。

3.4 復配增稠劑的粘度表現(xiàn)及耐鹽性

通過對比各種復配增稠劑在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值，來判斷其耐鈉鹽能力，結果見圖4。

由圖4可以看出，依然是卡拉膠、透明黃原膠和HEC表現(xiàn)的比較特殊。除去這3種增稠劑的相互復配，復配有卡拉膠的組合其在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值相差不大，2%鹽水溶液中的粘度值略高于其在2%水溶液中的粘度值；復配有透明黃原膠的組合其在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值相差較大，2%鹽水溶液中的粘度值遠高于其在2%水溶液中的粘度值；復配有HEC的組合其在2%鹽水溶液中的粘度值小于其在2%水溶液中的粘度值。

圖4 復配增稠劑在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度

4 結論

①卡拉膠耐鈉鹽能力較差，在牙膏中不能單獨使用，需復配其他增稠劑；而透明黃原膠耐鈉鹽能力最好。

②羧甲基纖維素鈉(IH9、IH12、9H-1000)3種型號相互復配組合，其在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值保持穩(wěn)定。

③在2%水溶液中，與理論粘度值相對比，HEC與其他增稠劑復配有協(xié)同作用，而卡拉膠或透明黃原膠與其他增稠劑復配粘度有一定下降。

④在2%鹽水溶液中，與理論粘度值相對比，透明黃原膠與其他增稠劑復配在耐鈉離子上有協(xié)同作用，而卡拉膠或HEC與其他增稠劑復配粘度有一定下降。

⑤復配有卡拉膠的組合其在2%水溶液和2%鹽水溶液中的粘度值相差不大；復配有透明黃原膠的組合其在2%鹽水溶液中的粘度值遠高于其在2%水溶液中的粘度值；復配有HEC的組合其在2%鹽水溶液中的粘度值小于其在2%水溶液中的粘度值。