概述香波的调理与去屑技术

庄 严，胡卫华，于 利，赵泽华，李洪波

（广东拉芳日化有限公司，广东 汕头 515041）

概述香波的调理与去屑技术

庄 严，胡卫华，于 利，赵泽华，李洪波

（广东拉芳日化有限公司，广东 汕头 515041）

香波的调理性和去屑效果一直是配方师在进行产品研发中比较注重的两个方面。本文简要介绍了香波体系中的头发修复剂，包括硅油和阳离子调理剂、去屑成分等。

香波；调理；去屑；硅油；阳离子调理剂

1. 引言

20世纪80年代以前，中国洗发用品的发展历程大致可概述如下：1955年以前主要是以肥皂为活性成分的洗发粉；1955～1965年，以烷基磺酸盐为主活性成分的粒状、浆状香波；1965年以后，市场上出现了以烷基硫酸盐（AS）或聚氧乙烯烷基醚硫酸盐（AES）为活性成分的液体香波。直至80年代，大多数洗发水还是仅含阴离子表面活性剂的产品，活性物的质量分数在12%左右，一般用非离子烷醇酰胺和无机盐增稠，产品结构简单、功效单一，外观透明、略有粘性。

此后，中国的发用洗护产品市场步入黄金发展期，出现了以多种表面活性剂复配而成的中性、微酸性液体香波。由于功效多样化，成分已日趋复杂，产品是集表面活性剂胶团溶液、油性物质的加溶或分散悬浮、高分子化合物的溶胶等为一体的复杂体系。

现在，除了基本的清洁功效，改善发质的各种性质也已成为衡量香波市场表现的重要因素[1]。例如，调理和去屑功能已成为一款优质洗发水必须具备的功效[2]。

2. 头发修复剂

修复头发用香波由阳离子修复剂和硅油组成，其主要作用是修补受损头发的表面（主要）及内部结构（见图1）。目前，各大品牌洗发水对配方的研究成果主要集中于此领域，不同品牌洗发水的差异性主要缘自此体系。

2.1 造成头发损伤的原因

造成头发损伤的原因可以分为物理损伤、化学损伤、热损伤、日光损伤及气候老化。其中，最为严重的损伤一般发生在染发、烫发、吹发等过程中。

⑴物理损伤：梳理、牵拉、刮发等造成头发表面毛鳞片的翘起和脱落，在梳理时头发的用力过大也会造成头发韧性下降。

⑵化学损伤：烫发、直发、染发、漂白等造成。

⑶热损伤：热吹风、电烫等造成。

⑷日光损伤及气候老化：紫外线辐射、潮湿、海水中的盐类、游泳池中的化学物质、空气污染等原因造成。阳光中的紫外线照射可使头发中的二硫键打开，胱氨酸转变为磺基丙氨酸，同时色氨酸、酪氨酸等含芳香环的氨基酸会在紫外线照射下降解，使头发组织发生变化，头发变粗糙，头发颜色褪化[3]。

头发损伤带来的后果包含两个方面：一是头发的表面结构损失，表现为发丝变得脆弱。受损后的头发表面粗糙，排列不整齐，不能有效地反射光线，显得发暗、无光泽；还可能表现为干枯、毛躁，因为受损后的头发失去了疏水保护膜，头发变得相对亲水，并带有更多的负电荷，使头发手感不好且粗糙不易梳理，而且硬水中的矿物盐易在漂染过的头发上形成络合物，从而影响手感。另一方面是头发的内部结构损失，表现为脆弱、干枯、毛躁。

对于二合一洗发水，消费者更关注的是使用感觉，即湿发、干发感觉。这主要依赖于各种调理剂的作用。常用于洗发香波的头发修复剂有阳离子表面活性剂、赋脂剂、高分子聚合物或其他功效成分。其中湿发感觉主要靠阳离子活性物和高分子聚合物实现，干发感觉主要靠赋脂剂（油脂/硅油）实现。

2.2 阳离子调理剂

阳离子调理剂有高分子阳离子季铵盐和低分子阳离子季铵盐两大类。它可以重新赋予头发一层疏水性保护膜，降低头发表面的自由能（图2）。此类物质由带正电荷的极性部分和非极性即亲油基部分构成。由于其分子结构中带有正电荷，很容易通过静电吸附的方式吸附在带有负电荷的头发上。这时，其结构中带正电荷的极性部分与头发结合，而亲油基部分则向外侧排列，如同在头发的表面形成了一层油膜，从而使头发变得滑润、光泽，易梳理，起到护发的作用。

2.2.1 高分子阳离子季铵盐

高分子阳离子季铵盐可以在头发上形成网络结构，使头发润滑、易于梳理、改善头发分叉，配伍性好。其缺点是会产生积聚，长期使用后使头发手感和外观不佳。

高分子阳离子季铵盐和表面活性剂在体系中是相辅相成的关系。香波中过量的阴离子表面活性剂是以棒状胶束的形式存在的，同时对香波的其他成分起到乳化、增溶、分散的作用。在香波稀释过程中，阴离子表面活性剂和高分子阳离子季铵盐通过正负电荷相互吸引而形成凝聚物。凝聚物附着在头发表面，进一步用水稀释后，表面活性剂浓度下降，有效成分释放出来，吸附在头发上。凝聚物可以帮助护发或去屑成分存积在头发或头皮上，故凝聚物的形成程度、粘弹性和大小直接影响有效成分在头发或头皮上的输送效率。阴离子表面活性剂的类型和配比、高分子阳离子季铵盐的分子量和电荷密度是影响凝聚物形成的主要因素。

2.2.2 低分子阳离子季铵盐

常见的低分子阳离子季铵盐（图3）品种有单烷基季铵盐、双烷基季铵盐、三烷基季铵盐、双季铵盐（牛脂基二甲基＋丙基三甲基二氯化铵）、单烷基苄基季铵盐、高碳烷基季铵盐（C22、C36烷基三甲基氯化铵）、乙氧基季铵盐（乙氧基双（C12～C18）二甲基氯化铵）等。C12～C16的单烷基季铵盐和长链的乙氧基化的季铵盐通常均是水溶性的，可以用于透明配方中。

图3 低分子阳离子季铵盐

2.2.3 季铵盐的水溶性对调理效果的影响

季铵盐的水溶性取决于其烷基链的长度、烷基数以及乙氧基存在与否。脂肪链越短、乙氧化程度越高，季铵盐的水溶性也越高，从而会降低其调理性。大多数双烷基和三烷基季铵盐则最多只是水分散性的季铵盐。

2.2.4 烷基链长和数量对调理效果的影响

长链的双烷基季铵盐可提供非常优秀的静电控制能力，一般被推荐用于难于处理或受损发质的配方中使用。双烷基季铵盐具有良好的深层调理效果和添加性，也适用于漂白、烫发或染发等用的护发素中。

高碳链（C22、C36）单烷基季铵盐、长碳链双烷基季铵盐和三烷基季铵盐可以比较高的吸附在头发上，如果使用过度，会表现出沉积或过调理的趋势。这种积聚很容易克服，只要在低浓度条件下使用即可，可以用于低的或中等调理配方中，作为一个有效的辅助成分。两种及两种以上的季铵盐进行复配，可以获得更好的调理效果。

2.3 硅油（有机硅聚合物）

硅油为硅-氧-硅结构（图4），属于半无机、半有机结构的高分子化合物。它兼有有机和无机聚合物的特性，优点是具有憎水、柔软、润滑性好，且无毒、无味、无粘稠感、抗虫及菌浸蚀、生理惰性。

图4 硅油的结构

有机硅材料是个人护理用品领域公认的多用途原料，不仅因为其具有多功能性，更多的是因为其表现出独特的感官性能。由于其分子高度柔软，具有极低的表面张力，从而能够在头发表面形成一层润滑薄膜（图5）。

图5 硅油对受损头发修护的示意图

根据有机基团的不同以及分子量的变化，硅油可以衍生出多种多样的硅氧烷聚合物，常用的有甲基硅油、改性硅油等系列。

2.3.1 甲基硅油系列

甲基硅油系列包括挥发性硅油、通型的甲基硅油、线性与环状混合硅油、超高分子量的硅胶、甲基硅油乳液。甲基硅油与阴离子表面活性剂之配伍性极佳，具有光亮/光泽特性，改善头发飞散现象。

周永明的次女周淑英，是蔚县剪纸的第三代传人。本来，父亲周永明不打算把手艺传给周淑英，可是，三四岁就跟在父亲身边耳闻目染剪纸工艺的周淑英比别人更用心、更用功，她不仅染色技艺超群，创新了许多染色工艺，还与哥哥姐姐一起革新了刀工和绘画，让蔚县剪纸技艺更上一层楼。2006年，蔚县剪纸入选第一批国家级非物质文化遗产，2009年，入选世界《人类非物质文化遗产代表名录》。

低黏度硅油呈液体状，具有良好的铺展性能和提供干爽、抗水、不粘腻的效果；中黏度硅油呈液体状，但流动性差，具有较好的铺展性能，提供柔软、抗水及丝绸般的手感；中高黏度硅油呈粘稠状，具有较好的铺展性能，提供良好柔软、抗水及丝绸般的手感；高黏度硅油呈半固体状，能提供更好的滑爽性、柔软和丝绸般的手感，还具有防止头发开叉的功能。

大粒径硅油乳液（粒径分布 0～100mm）提供优异的湿滑感、湿梳理性以及清爽干滑感；中等粒径硅油乳液（粒径分布 0～10mm）提供干湿梳理性，使头发柔软，增强光泽度与滑爽感，使头发更具飘逸感；小粒径硅油乳液（粒径分布 0～2mm）能在头发表面均匀分布，使头发更顺滑。

2.3.2 改性硅油系列

聚醚改性的硅油具有调理性，用于护发产品中可令头发丝滑，与多种化妆品成分相容，对皮肤无刺激，具有泡沫稳定及润滑的作用；氨基改性的硅油，具有优异的调理性和抗静电性，锁色效果优异，可改善头发干、湿梳理性，赋予头发光泽、柔软、顺滑、飘逸的感觉，对受损的头发提供深层修护；苯基硅油具有高折光率，可赋予头发光泽抗紫外线，提供防晒功能。

2.3.3 其他有机硅树脂

其他有机硅树脂包括有机硅弹性凝胶、多聚糖改性有机硅。它们可以提供：①色彩保护，有助于护理烫发和非烫发的染色头发，免于变色、褪色，更持久护色；②耐热保护，附着在头发表面的有机硅薄膜导热性差，有助于减少水分流失及热损伤。③有助于头发角质层平整，使头发更光亮、柔软和健康。④增韧发质，可帮助封闭角质层，防止水分渗入和渗出毛皮质，维持最佳湿度以赋予头发韧性。⑤还能使不服帖或自然纤细而容易受损的头发变得更加强韧。

另外，配方中常用到混合型硅油。方法是将不同黏度的硅油与挥发性硅油、异构烃类进行复配，充分发挥各自的物性特点。

2.3.4 应用特性

超高分子量硅油与中低黏度硅油的混合物可以改善干/湿梳梳理性、柔软性及光泽，但油腻感较重；聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷醇混合物具有成膜性、光亮不粘腻的特性，可改善梳理性，防止头发分叉；硅胶硅油混合物可提供两个阶段的调理性；挥发性环硅氧烷可提供暂时的调理功能，随着其缓慢挥发可增加头发的湿梳理性；不挥发聚硅氧烷则可用以提供长效调理功能，以增加头发的干梳理性和头发的触摸感觉（干滑、柔软等）。

今后，开发有机硅发用洗护产品时，除应保持原有的优异特性外，还须具有附加薄膜形成性、调理性、保湿效果和紫外线吸收能力等各种功能，朝着高性能、高保护、多用途发展。

2.4 选择头发修复剂的基本原则

选择头发修复剂时应遵循以下基本原则：根据产品定位设定头发修复程度指标；将原料性能作为修复程度参数，充分了解各类原料对配方性能的影响；选择的原料分工清晰，各有所用，并在此基础上进一步寻求原料之间的互补性和协同性；应用各类理论模型来指导原料的筛选，提高筛选效率；选择适当的物理性能参数作为筛选的指标。

3. 去屑体系的选择

由于产生头皮屑的因素较多，配方师们一直都在寻找一种有效的配方体系，选择合适的去屑原料，以达到体系稳定、发感舒适、去屑有效的要求为目的。

3.1 导致头皮屑产生的主要因素

头皮屑的形成原因迄今还没有一种很明确的结论。有一种研究模型认为，头皮屑形成的因素有三个：皮脂、马拉色菌和个体易感性，只有当三个因素同时存在时头皮屑才会异常增长，达致引起病变的状况。另外，产生头皮屑的头皮都存在炎症过程，其中发挥炎症介质作用的细胞因子主要是白介素1a（IL-1a）等，其在头皮屑中升高的程度与头皮的炎症严重程度有正相关性。而白介素1a（IL-1a）过剩还会影响头发的生长和产生脱发。

马拉色菌（糠秕孢子菌）由Malassez于1898年发现并命名，20世纪后半叶被重新命名为糠秕孢子菌。马拉色菌属分为10种：糠秕马拉色菌（卵圆糠秕孢子菌）、厚皮马拉色菌、合轴马拉色菌、球形马拉色菌、钝形马拉色菌、限制性马拉色菌、斯洛菲马拉色菌、皮炎马拉色菌等。皮脂分泌的亲脂性球形马拉色菌可寄生于头皮，并能将皮脂腺中的甘油三酸酯分解，释放出游离脂肪酸（油酸）。释放出的游离脂肪酸会渗透到角质层，从而损伤皮肤的屏障功能。屏障的损伤导致表皮过度增生和皮脂分泌增多，而后者又为马拉色菌的增殖提供了适宜的微环境。个体易感性是指球形马拉色菌和限制性马拉色菌均可在头皮屑和正常头皮中发现，宿主的免疫系统功能正常与否，可能对头皮屑的形成发挥一定的作用。

3.2 去屑剂的选择

根据头屑形成的三因素来分析，抑制马拉色菌是比较有效的方法。因此，在设计有去屑效果的洗发水时，需要添加抑制马拉色菌的去屑剂[2]。现将常用去屑剂及其优缺点概述如下：

1）硫磺、水扬酸只有杀菌作用，去屑作用弱，去屑效果一般只能维持一天，甚至更短，且刺激性大；

2）二硫化硒可使头皮变得过干，若冲洗不彻底，头发可能会脱色，少部分使用者会发生脱发；

3）十一烯酸衍生物对人体皮肤和头发的刺激性小，具有良好的配伍性、水溶性、稳定性和抗脂溢性，对头发角朊有着牢固的亲和性。它具有广谱抗菌性能，是温和的表面活性剂，且水溶性好、价格低廉，但对热不稳定，去屑效果不如ZPT、OCT；

4）甘宝素Chimbazole，白色或灰白色晶体状，具有多种独特的抗真菌作用，对皮屑芽袍菌有特效；

5）吡啶酮乙醇胺盐Octopirox晶状粉末，是目前唯一可用于所有发类产品中的去屑剂，其去屑止痒效果优于同类产品。该产品溶解性能和复配性能优良，与化妆品原料混合不会发生沉淀或分层现象，而且具有增稠、防腐和去除体臭等特殊性能；

6）MinoxTMAD为浅黄色液体，其抑菌能力强、止痒快速、性能温和、添加方便，是一种黏度很低、容易与表面活性剂体系混合的液体，在很宽的温度和pH范围内有很好的稳定性，加入体系中不引起变色，且刺激性低；

7）酮康唑，为白色或类白色结晶性粉末，几乎不溶于水，但可溶于一定浓度的表面活性剂体系。它对卵圆形糠秕孢子菌有较强的抗菌效果，去屑效果明显，但止痒效果一般，价格较高，而且对光和热稳定性不好，容易变红；

8）己脒定二（羟乙基磺酸）盐（HD）对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌及皮肤真菌等菌种有显著的抵抗及杀灭作用，是一种具有广谱抗菌活性的皮肤杀菌剂；

9）吡啶硫铜锌（ZPT）是一种亲脂性的弱螯合剂，主要通过破坏微生物细胞膜的离子梯度，使其因缺氧而死亡，同时利用锌的抗炎活性来达到抑制头皮屑产生的目的。ZPT具有高效抗真菌、抗细菌的能力并具有抗炎活性，可提供去屑、止痒、减少脱发、延缓白发产生等功效。它是国际公认的去屑成分之一，其安全性和有效性得到美国食品药品管理局（FDA）的认可。ZPT不溶于水，不被皮肤吸收，但可溶于皮脂中被马拉色菌吸收，进而发挥作用。为了抑制马拉色菌、抗炎和修复损伤头皮，ZPT必须在头皮表面实现有效覆盖。因此，如何让ZPT更多地停留并覆盖于头皮表面，是研究提高其去屑效果的关键。

结语

洗发香波是以清洁、护发为目的的个人清洗用品[4]，它以表面活性剂为主要组分。品质优良的洗发香波应具有丰富的泡沫、温和的去污效果和优良的干湿梳理性。选取更加有效的去屑方案以及优选添加剂以提升品质，是未来洗发香波配方技术的研究重点。

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[4] 朱卫, 蔺国敬, 张贵民. 个人洗护用品配方原理及应用技术(I)---洗发香波的配方原理及其性能评价[J]. 日用化学工业, 2004(5): 323-326.

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