常用悬浮剂对洗发香波悬浮与调理性能的影响

袁阳明，曾衍生，林文真

（珠海伊斯佳科技股份有限公司，广东 珠海 519000）

随着生活质量的提高，人们对洗发水的要求也越来越高，洗发水不仅要具有清洁功能，还要具有良好的调理、保养、修复功能以及符合美学的外观，加入去屑剂、调理剂（硅油和油脂）、珠光剂、干燥植株等特殊成分添加剂成为一种新的流行时尚[1,2]。文献[2-4]报道，决定添加剂长期稳定分散在体系的关键因素是流体的屈服值，目前市面上最常用的提高香波屈服值的悬浮剂有卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸（酯）类共聚物、二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺，由于使用高分子悬浮剂会形成凝胶，提高产品黏度和稠度[5,6]，同时会使得洗护产品在使用过程中难以搓开，造成黏腻的感觉，进而影响产品使用体验感。悬浮剂是功效型香波中的重要成分，但关于悬浮剂对香波的综合影响，国内至今尚未相关报道。笔者对以上4种悬浮剂对洗发香波的影响进行了一系列探究，为开发新型功效香波提供一定的理论依据。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

卡波姆（940）、丙烯酸（酯）类共聚物（SF-1），路博润特种化工制造（上海）有限公司；丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物（Ur-20），广州天赐高新材料股份有限公司；二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺（DXTAB-2），广州市东雄化工有限公司；月桂醇聚醚硫酸酯钠（RSAW ESB70/ZA）、月桂醇硫酸酯铵（RSAW 70/ZA），湖南丽臣奥威实业有限公司；月桂酰氨丙基甜菜碱（CAB-35）、椰油酰胺MEA（CMEA），广州星业科技股份有限公司；吡硫鎓锌（ZPT），Lonza；聚二甲基硅氧烷醇（AM2200C），Momentive；乙二醇二硬脂酸酯（PROX 323TDS乙二醇二硬脂酸酯），Croda；EDTA 二钠（EDTA-2Na），丽水博瑞特化工有限公司；季聚铵盐-10（JR-400），陶氏化学公司；实验所用主要原料均为化妆品级。

无损发束，上海聚泽生物科技有限公司；MTT175英国DIA-STRON头发多功能测试仪，英国Dia-stron；2151罗氏泡沫测试仪，上海银泽仪器设备有限公司；NDJ-8S数字旋转黏度计，上海方瑞仪器有限公司；KQ52OOB超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 悬浮剂的预处理

卡波姆：提前8 h浸泡，使用前均质机低速均质分散均匀即可。

丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物：提前4 h浸泡，使用前均质机低速均质分散均匀即可。

丙烯酸（酯）类共聚物：使用前用2倍冷水稀释后投入。

二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺：与产品体系高温料一同投入。

1.2.2 不同悬浮剂洗发香波流变曲线测定

控制体系加入悬浮剂固含量均为0.5%，根据表1配方制得样品，测定不同速率下体系黏度（记为ηv），按下式换算成黏度比值。实验重复3次，求得平均值，绘制转速-黏度比值曲线图。

式中：ηv为不同转速下所测黏度，mPa·s；η60为转速60 r/s时所测黏度，mPa·s。

1.2.3 不同悬浮剂对洗发香波稳定性评价

根据表1分别制得样品（乙二醇二硬脂酸酯、吡硫鎓锌、聚二甲基硅氧烷醇需控制单一变量），控制悬浮剂总固含量为0.5%，同时考虑经济成本，分别添加0.4%卡波姆、0.4%丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物、0.9%丙烯酸（酯）类共聚物、0.7%二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺。打样完成后，使用适量柠檬酸、氢氧化钠、氯化钠调节样品pH为6.20～6.80，黏度调节至1 000～3 000 mPa·s，将样品放置于50 ℃下加速实验，探究不同悬浮剂对含硅油、珠光片、去屑剂的洗发香波稳定性的影响。

1.2.4 不同悬浮剂对洗发香波梳理性评价

实验根据市场生产配方案例用量（0.4%卡波姆、0.4%丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物、0.9%丙烯酸（酯）类共聚物、0.7%二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺），参考表1洗发香波基础配方制得样品并测试。

表1 洗发香波基础配方Tab.1 Shampoo base formula

头发梳理功评估测试：6束（长约20 cm、质量约10 g）发质相同的发束、10%月桂醇聚醚硫酸酯钠水溶液、样品、阴性对照品（无调理剂的洗发香波）；依次将发束用2 g 10%月桂醇聚醚硫酸酯钠水溶液超声波洗涤20 min，反复洗涤至用头发多功能测试仪测得其湿梳理功为0.005～0.006 J，记为基础梳理功J基；6束发束分3组，1组用空白自来水洗涤，1组用阴性对照品洗涤，1组用样品洗涤，测试洗涤好的发束湿梳理功，测试10次并求得平均值即为所用洗涤产品湿梳理功J湿。在恒温环境下晾干，测其干梳理功10次并求的每组发束平均值即为所用洗涤产品干梳理功J干。实验重复3次，统计数据并求得平均值[7-11]。

志愿者沙龙测试：挑选10名评价人员，一半发质良好（无烫染），一半发质受损者（有烫染）。先用基础香波（非二合一香波）洗发，以消除个体头发差异。冲洗干净后，待半干半湿时将头发一分为二，在其中一边涂上样品，长发者涂3 g，短发者涂2 g，然后对涂上样品的头发进行洗发，评价人员分别在洗发搓揉起泡时、发半干半湿时及干发时回答问题[7]。

1.2.5 不同悬浮剂对洗发香波泡沫性评价

同1.2.4参考表1洗发香波基础配方制得样品并测试。按GB/T 13173-2008表面活性剂、洗涤剂实验方法中泡沫高度测试方法进行测试，测试样品在0 min的发泡高度与5 min后的稳泡高度，实验重复3次，求平均值[12]。

2 结果与讨论

2.1 对洗发香波流变曲线的影响

4种悬浮体系的转速-黏度比值曲线图见图1。由图1可知，4类增稠体系均属于剪切变稀体系，在转速降低时，卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物体系黏度上升比值较大，其次是丙烯酸（酯）类共聚物和二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺的体系。由此可知，卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物能更有效地增加产品的屈服值，而丙烯酸（酯）类共聚物次之，二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺提升产品屈服值的能力最差。可能是因为高分子聚合物被碱或有机胺中和其酸基后，因去质子化的基团电荷排斥使得聚合物溶胀，其溶胀体积比二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺大数倍，使得产品屈服值较高。相比之下，卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物中还存在氢键、疏水键的作用，这可能是它们提升屈服值的能力较强的原因。

图1 4种悬浮剂体系流变曲线图Fig.1 Rheological curves of four suspension systems

2.2 对洗发香波稳定性的影响

悬浮剂对香波稳定性影响见表2。由表2可以看出，当悬浮剂固含量均为0.5%时，4种悬浮剂中卡波姆的悬浮能力最强，丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物次之，丙烯酸（酯）类共聚物和二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺的悬浮能力较差。

表2 悬浮剂对香波的影响Tab.2 Effect of suspending agent on shampoo

考虑经济成本下，丙烯酸（酯）类共聚物由于成本低，大量的添加使体系具有更优越的稳定性。

2.3 对洗发香波梳理性的影响

根据实验所测得的干、湿梳理功见表3，志愿者沙龙实验反馈结果见表4。由表3可知，丙烯酸（酯）类共聚物处理后的发束湿梳理功较小，卡波姆和丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物次之，二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺的湿梳理性效果较差；在干梳性方面，丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物处理后的发束梳理功较大，较难梳理，其余3种体系差异不大，其干梳理功约为0.015 J。结合表4半头沙龙实验反馈结果，卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸（酯）类共聚物对产品的拉丝感贡献度大，产品使用时手感较黏腻，而其梳理功较小，可能是因为分子量较大，网状结构宽，易于附着在头发表面，填充了头发表面毛鳞片降低了摩擦力，因而其梳理性更滑顺，也因此在使用时带来黏腻的肤感；相反的，二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺可能由于分子量较小，在头发上沉积较困难，使得头根间静电摩擦力较大，因而湿梳功较大。

表3 干、湿梳理功Tab.3 Comb dry and wet comb combing work

表4 志愿者评价Tab.4 Volunteer evaluation

2.4 对洗发香波泡沫的影响

实验测得泡沫高度见表5。由表5可知，丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物体系的发泡能力较佳，丙烯酸（酯）类共聚物体系的稳泡能力较佳，可能是因为丙烯酸（酯）类共聚物加入量大，过多的高分子增稠剂使得样品溶液分子间排列紧密而界面膜强度增大，由于界面膜的强度较大而形成的泡沫较为稳定[13]。

表5 泡沫高度Tab.5 Foam height

3 结论

对常用的4种悬浮剂进行不同指标的测试，测试结果如下：

1）不同悬浮剂影响产品屈服值和稳定性由大到小顺序为：卡波姆、丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物、丙烯酸（酯）类共聚物、二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺。

2）0.9%的丙烯酸（酯）类共聚物处理后的头发湿梳理功最小，0.4%的丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物处理后的头发干梳理功最大；志愿者沙龙实验结果表明，产品清爽到黏腻排序为：0.7%的二（氢化牛脂基）邻苯二甲酸酰胺、0.4%的丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物和0.4%的卡波姆、0.9%的丙烯酸（酯）类共聚物。

3）不同悬浮剂对产品，含0.4%的丙烯酸（酯）类/C10-30 烷醇丙烯酸酯交联聚合物体系发泡性能较好，含0.9%的丙烯酸（酯）类共聚物体系稳泡性较好。

测试结果表明悬浮性越好的产品往往带来厚重的黏腻感，但其梳理性方面更佳，该实验无法判断是由于增稠剂沉积在毛鳞片上，还是因为更稳定的体系增加了产品中的调理剂（硅油等）的沉积性，对此笔者希望有后人对此进行更进一步的研究。