脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)在沐浴露中的应用
2020-11-25卢志敏
戴 殷 陈 文 卢志敏 刘 保
(广州市浪奇实业股份有限公司,广东广州,510660)
脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)是一种以天然油脂为原料,经酯交换后再经磺化中和制成的阴离子表面活性剂,其生物降解性好,去污力好,性能温和、无毒,对人体刺激性低[1-3],MES在洗涤剂应用方面的报道较多[4-6],而在个人护理品应用方面的报道很少,本文主要根据沐浴露的使用特点和MES的优缺点,探讨MES在沐浴露中的应用,为MES应用在个人清洁产品提供基础数据。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES 70%),广州浪奇日用品有限公司;椰油酰胺丙基胺氧化物(OA-30),广州星业科技股份有限公司;脂肪酸甲酯磺酸钠(MES 88%),广州市奇宁化工有限公司;氯化钠(NaCl),广东省盐业公司。
罗氏泡沫仪,上海银泽仪器厂;旋转黏度计(NDJ-1型),上海精密仪器仪表有限公司;飞利浦搅拌机(HR1704),珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司;水浴锅(HH 4),常州金坛精达仪器制造有限公司;超级恒温水浴锅(CS 501),上海晶坛仪器制造有限公司。
1.2 测试方法
1.2.1 发泡力(Ross-Miles法)
依据GB/T 13173-2008《表面活性剂 洗涤剂实验方法》进行测定,读取样品的起始泡沫高度。
1.2.2 发泡力(振荡起泡法)
将样品用150 mg/kg硬水配成0.25%样品浓度的实验溶液1000 mL,恒温(40±0.5)℃,取200 mL倒入飞利浦搅拌机中,搅拌3 min,读取泡沫体积。
1.2.3 黏度
依据GB/T 15357-2014 《表面活性剂和洗涤剂旋转黏度计测定液体产品的黏度和流动性质》测定样品在25℃和5℃的黏度。
1.2.4 实际使用性能调查
对样品进行消费者试用调查,记录泡沫的丰富程度和易冲洗程度,泡沫的丰富程度:5分—非常丰富,4分—丰富,3分—一般、适中,2分—较差,1分—差;易冲洗程度:5分—非常容易清洗,4分—容易清洗,3分—一般、适中,2分—较难冲洗,1分—难冲洗。
2 结果与讨论
沐浴露的基础性能是清洁和发泡,作为对表面活性剂在沐浴露中的基础性能研究,本文只考虑MES对沐浴露基础配方的影响,保湿剂、赋脂剂、芳香剂等成分不作研究。沐浴露的洗涤和发泡成分主要由主体表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠、月桂醇硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、α-烯基磺酸钠等)和辅助表面活性剂(包括降低体系刺激性的两性表面活性剂椰油酰基丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠等和增稠稳泡的表面活性剂如椰油酰胺 DEA、椰油酰胺MEA、椰油酰胺丙基胺氧化物等)组成。在本文研究中,AES由于其性能价格比高,所以在沐浴露配方中应用最多,且其可以和MES在性能上互补,所以选择AES作为主体表面活性剂和MES进行复配;而对于辅助的表面活性剂,AO-30由于综合了增稠、稳泡、发泡和降低刺激性这几个功能,而且价格适中,所以选择其作为辅助表面活性;增稠剂则采用最简单的氯化钠(NaCl)。
沐浴露的国家标准为GB/T 34857-2017《沐浴剂》,标准对总有效物的要求为普通型≥7%,浓缩型≥14%。因此,考虑了成本和性能方面的平衡,本文在总有效物含量方面,将主体表面活性剂的含量为12%(即MES%+AES%=12%),辅助表面活性剂AO-30的用量为0.45%(1.5%的添加量)。
2.1 MES用量对黏度的影响
沐浴露的质量与其黏度并没有必然的联系,但沐浴液的黏度会影响到消费者的体验感,非泡沫体系的沐浴露则需要一定的黏度。考虑到沐浴露产品的黏度一般比较高,在冬天低温的情况下,容易呈果冻状态,因此,低温下的黏度也是必须要考虑的因素。本文研究了在NaCl相同的情况下,不同MES含量的沐浴露在25℃和5℃下的黏度,结果如表1所示。
由表1可知,随着MES用量的增加,NaCl的用量保持一致,黏度增加,配方的增稠变得容易,当MES用量为3%,MES的增稠作用表现得明显,当MES的用量达到5%,配方黏度有明显的突跃,黏度的增加非常显著,当MES用量大于6%,25℃时沐浴露已形成果冻状,不方便使用。因此,MES具有良好的易增稠性。为了保证沐浴露在低温下仍具有较好的流动性,同时发挥易增稠的优势,MES的用量控制在5%以内较好。
2.2 MES用量对泡沫的影响
产品的发泡能力也是消费者衡量沐浴露产品质量的一个重要指标,丰富的泡沫可以给予消费者比较愉悦的消费体验。本文采用两种方法研究了MES用量对泡沫的影响,一种是国家标准罗氏泡沫法,另一种是振荡起泡法,利用振荡模拟人沐浴时对产品的揉搓效果,结果如表2所示。
从表2可知,随着MES用量的增加,沐浴露配方的泡沫逐渐降低,特别是当MES的比例达到6%时有一个明显的下降,在采用振荡起泡法时,下降得尤为明显,当MES用量为4%时,泡沫显著下降,所以从泡沫角度来说,MES的用量在4%以内为宜。
2.3 试样消费者调查
对上文6个配方样品进行消费者调查,让消费者分别对泡沫性能和易冲洗性能进行评分,调查的消费者数量为30个,分别统计每个配方样品的泡沫性能和易冲洗性能总分并计算平均分,结果如图1所示。
从图1可以看出,样品实际使用时的泡沫情况与两种仪器测试的结果趋势一致,随着MES用量的增加,泡沫降低,MES用量达到5%,泡沫受到明显的影响;当MES用量增加,样品的易冲洗性能增加,MES用量越大,样品越容易冲洗。综合这两项,最终MES的用量为3%~5%。
表2 MES用量对泡沫的影响
表1 MES用量对沐浴露黏度的影响
图1 MES用量对实际使用效果的影响
3 结论
在基础沐浴露配方中,对于MES和AES的二元复配体系,MES的增稠能力大于AES,特别是MES用量大于2%时,配方的黏度明显提高。
从泡沫性能角度看,随着MES的增加,沐浴露配方的泡沫下降,当MES用量大于5%时,有一个比较明显的下降。
从易冲洗角度看,随着MES的增加,沐浴露配方的易冲洗性能提高,当MES用量大于3%时,沐浴露配方可以达到易冲洗程度。
综合沐浴露配方的各个性能(泡沫、易冲洗和黏度),MES的合适添加量为3%~5%,3%的用量对整个配方的性能(泡沫、易冲洗和黏度)都进行兼顾,而5%的用量则是在考虑泡沫的基础上最大体现MES的增稠和易冲洗性能。