探索化妆品与化学科学之间的桥梁

孙雅博

（河北化工医药职业技术学院，河北石家庄 050026）

2014年，河北化工医药职业技术学院开设了化妆品技术专业；2016年，开设化妆品经营与管理专业。在这两个新专业中，有很多专业课程都是新课程,如化妆品原料、化妆品制备技术、化妆品与皮肤科学、化妆品营销、化妆品检验技术、化妆品与微生物检测等。除了专业课程外，还包括和化工相关的基础理论课程，如基础有机化学、无机与分析化学、化工原理、物理化学等。因此，需要考虑基础课程知识与专业基础课程之间的衔接问题。

作为本专业的专业教师要思考专业课程怎样授课，怎样才能将基础理论课和专业课有机的结合起来？通过了解，学生对化妆品的了解只是局限在大众消费者的认知水平上，对于化妆品是通过怎样的技术生产出来一无所知，但他们对化妆品的成分、配方、制备的知识都很感兴趣，可以从产品制备技术入手，引入成分、配方的知识，以化妆品制备知识为主线，结合化学基础理论知识，讲解化妆品原料、化妆品配方。但在讲解制备技术时，遇到了不小的困难，例如学生对于化学基本知识物质的极性的认识还有待提高，所以讲授过程是从基础有机化学入手，讲解表面活性剂、乳化、增溶的原理。

1 化学科学的本质

随着对化妆品制备技术及化妆品原料的认识，基础保养类的化妆品最主要的理论知识就是乳化理论，比如说爽肤水（化妆水）、乳液、霜类、膏类化妆品；而清洁类化妆品则是去污清洁的作用，如洁面皂、洗面奶、洗手液等，从化学的本质上探讨这两种重要的化妆品，它们在本质上都具有一样的技术理论，即表面活性剂技术理论。

表面活性剂的应用技术和基础有机化学密切相关，表面活性剂的结构具有两性，可以降低界面张力，可以使水相和油相有效地融合在一起，而水相和油相不能融合的原因在于两种相态虽然都是液态，但是它们之间的极性相差极大。根据化学理论中相似相溶的原理，极性差的越多，越不容易相互溶解。而在乳液、膏霜中存在着油、水两相，油、水两相在正常情况下是完全不相溶解的，其根本原因就是他们的极性相差的特别大。这就引出，学习过程中对极性的认识了，应该怎样理解极性呢，还要回归到基础化学科学。

化学是一门很重要的自然科学，从初中的无机化学的学习到高中基础有机化学的学习，一直在学习化学，那化学科学究竟是研究什么的科学呢？有的人会回答是化学物质，有的人会回答是化学反应，这些回答呢可能各自有各自的道理，但做为一个学化学教化学的化妆品专业的老师来说，从化学本质认识化学，化学是研究“变化”的科学，也就是化学的“化”字。从小的说，金属原子最外层电子发生跃迁，改变它们自身的能量，所以在燃烧时显示不同的颜色；分子改变自身的化学结构及化学键，改变着自己的性质；不同元素相互集合在一起，组成不同的化学化合物，这就是化学中的“变化”，大了说，世界万物的生命，也是像化学一样，变化着，循环着。

化妆品中的表面活性剂技术，就是利用表面活性剂改变两种互不相溶液体的表面张力，使它们溶解在一起，这也是“变化”，这就是化学魅力所在。

2 极性普遍存在

化学科学中该怎样理解极性呢？人类生活的地球就具有极性，地球分为南极和北极，鸟类和指南针之所以能够辨别南北，是因为地球的磁场像一个巨大的磁铁棒，两极的磁场线与地球的自转轴很接近。日常使用的电池也具有极性，分为正极和负极，物理化学中学到原电池时同样有正极和负极，在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。在学习有机化学反应时，有成千上万个有机化学反应，如果学习过程中死记硬背每一个反应，谁也学不好有机化学，有机化学的反应式成千上万，学习有机化学也应该从极性入手[1]。学习化学反应时，首先分析分子本身的极性，判断反应物分子中谁是缺电子的谁是富电子的，缺电子的就是原子上带有更多的正电荷，显示出正电性；富电子的原子带多余的电子，显示出负电性；根据进一步分析，看看这个反应是亲电反应还是亲核反应，掌握学习的关键点，学习会变得轻松愉快。不同物质的极性是不同的，原因是在分子中共用电子对有偏移，当完全偏移到一端之后,看上去一端完全失电子另一端得到了电子，就会在水中解离出离子，如NaCl。如果分子中具有极性键，那这个分子就是具有极性的分子，所以水是极性大的分子，而有机溶剂一般不具有电子偏移的现象，是极性小的分子，所以水相和油相不互溶。

3 认识化妆品中的乳化作用

日常生活中使用的化妆品如爽肤水、乳液、面霜，都是由水相和油相共同构成的，合格的化妆品都是均匀的一相，并没有出现分层的现象。这个原因就是在化妆品的配方中加入了表面活性剂，表面活性剂分子结构具有两亲性：分子一端为亲水基团，分子另一端为疏水基团。表面活性剂是由两种性质完全不同的粒子构成的分子，一端的结构具有极强的亲油性，另一端结构则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂的亲油端就和油的分子相亲，把油包裹在表面活性剂内侧，而表面活性剂的亲水端就和水相亲，使得亲油端向里包裹油分子，亲水端向外溶解在水分子中。化妆品制备中，应用的是表面活性剂的亲水亲油平衡值，也就是HLB值，是表面活性剂的乳化作用的基础[2]。HLB值是表面活性剂的亲水亲油平衡值。HLB值越高其亲水性越强，它与水之间的界面张力比它与油之间的界面张力小，因此能够使油相成为内相，容易制得O/W型乳化体系。而HLB值越低其亲油能力越强，容易生成W/O型的乳化体系。一般来说，W/O型乳化剂的HLB值范围为0～9，而O/W型乳化剂的HLB值范围为9～20。制备化妆品时所选用的油相材料都有各自的“必需的HLB值”。

乳化剂具有HLB值，油相具有rHLB值，当制备的配方中表面活性剂的HLB值接近油脂的rHLB值时，才可获得最好的乳化效果。只有当乳化剂的亲油基和油相的亲和力互相匹配，亲水基和水相的亲和力相互匹配，并且这两个亲和力达到某种程度的平衡的时候，才能保证体系内部的界面张力降到最低，乳化效果达到最好，产品才能稳定乳化，不易分层。

4 化妆品技术中的关键问题讨论

除了以上讨论水油的溶解问题以外，还有几个在制备过程中应该注意的问题。从化妆品的化学结构入手学习化妆品原料。饱和脂肪酸，比如月桂酸、硬脂酸，都具有一定的清洁作用。不饱和脂肪酸中含有不饱和的双键，对皮肤具有抗老化、美白的作用，但是作用强弱与他们的不饱和度有关。脂肪醇类，由于脂肪醇中具有羟基，所以可以起到乳化作用，但是只能做助乳化剂，可以使膏体稳定。脂肪酸酯类，是脂肪醇和脂肪酸混合得到的一种油脂，在化妆品原料应用中非常重要，可以降低产品的油腻感，提高使用清爽感。石油副产品，碳氢化合物，比如白矿油，凡士林等都是很好的封闭保湿成分。化合物聚醚类，这个是化妆品中一大类重要化合物，一般用作乳化剂，是很好的乳化剂，可以提高化妆品的乳化体系的稳定性，乳化效果好。

爽肤水等水剂化妆品是日常经常的一种产品，其主要原料为水，水的用量超过80%，但在爽肤水中要加入油性物质，作为保湿的成分，在保湿成分中小分子的醇是最常用的，小分子醇类物质由于含有羟基，所以小分子醇类的极性较大，可以直接加入水中，和水有很好的相溶性。但是也会加入油性物质，作为滋养成分，油性物质的极性就很小，不能和水相溶解。但是制备中又不能加入乳化剂，因为加入乳化剂使产品混浊，不符合爽肤水产品透明的要求。爽肤水一般为透明或者半透明的液体，这种产品就要考虑加入增溶剂了。增溶剂其实也是表面活性剂，只不过它起到增加溶解的作用，所以称为增溶剂，增溶剂可以增加油性物质的在水中的溶解性，使得两种物质的极性接近，从而相互溶解且均匀透明。

5 结语

通过对化妆品技术、化妆品经营与管理专业课程的探讨，加深基础有机化学与专业课程的联系，提高学生学习积极性和主动性，学生在学习化妆品制备技术的同时，掌握化妆品配方、成分功能、制备原理，从多角度认识化妆品，使本专业学生具有更好的专业素质，能在销售和应用化妆品时更科学、客观、理性。同时，也为从事化妆品专业的教学提供课程设置及课程内容的衔接，提供参考。化妆品专业要以化学科学、化妆品科学为基础，只有建立在科学的基础上，才能科学的解决消费的问题，从而使化妆品工业有一个长足稳定的发展。