【无硅油洗发水】-三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯与聚甘油-3异硬脂酸酯应用

2019-03-21
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摘 要:三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯广泛应用于护肤产品和洗发香波中,在香波中能够明显改善冲洗时的柔滑感,同时提供很好的干湿梳理性;本文探究了三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯的添加温度、处理方式对体系的粘度影响;实验数据表明三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯与聚甘油-3异硬脂酸酯处理后,在65℃左右时加入对香波体系中对粘度的影响最小。

三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯属于合成酯类油脂,是环境友好型的润滑基础油,具有突出的热稳定性和低稳定温性能,并且具有良好的铺展性能和优良的生物降解性,毒性较低。其中三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯是一款高品质的饱和多元醇酯,新型的高效清爽型润肤保湿剂,在个人护理产品中,能迅速改善肌肤和头发的水分保持度,滋润发丝,防止头发干燥,令头发更加亮丽柔顺。


1、实验背景与目的

香波是我们生活中必不可少的清洁品,一方面我们渴望温和的洗涤产品,清洁干净头发,另一方面又想头发能够得到很好的护理,以往的传统洗发水,一般会运用阳离子调理剂与硅油搭配,提供头发的顺滑跟调理感。硅油具有良好的成膜性,并且表面活性比较高,还具有优良的消泡、抗泡性能,容易形成极薄的膜,保护头发,并且提供非常卓越的顺滑触感,硅油以其优越的柔顺头发的性能与优异的性价比,一直被广泛应用于香波中。


近年来,媒体对硅油的负面报道越来越多,使人们多多少少对硅油有点戒心,但硅油在洗发香波中提供的柔滑感,是其他油脂难以替代的,如何把无硅香波的调理性能做好,是现在行业内面临的挑战。


三羟甲基丙烷三辛酸酯结构上有-OH基团,与空气中水分可形成氢键,这点明显与硅油成膜不同,三羟甲基丙烷三辛酸酯对皮肤与毛发滋润度的持久性都很好,在皮肤和毛发上形成透气、透水的膜,不会堵塞毛孔;加上铺展系数高,铺展速度快,不易形成黏腻的油感,运用在香波中,可提供顺滑柔润的冲洗感,而且可有效的保留到头发上,给后续的干湿梳提供滋润感。


但三羟甲基丙烷三辛酸酯属于极性油脂,在洗涤配方中容易破坏原有稳定的胶束体系,导致体系有降粘的风险。本文主要探讨三羟甲基丙烷三辛酸酯加入香波体系的温度、三羟甲基丙烷三辛酸酯处理方式这两个方面对香波粘度稳定性的影响,从中找出规律, 为洗发香波中添加三羟甲基丙烷三辛酸酯的工艺条件进行优化提供依据。


洗发香波粘度稳定是保证其调理性能和外观性能稳定的关键影响因素之一,直接影响产品的耐热耐寒性能以及消费者的重复购买信心,并且影响着产品的性能稳定性和货架周期,故一个产品的粘度稳定性能尤为重要。


2、实验原料与仪器

2.1实验原料

瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、EDTA 2Na、椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂醇聚醚硫酸酯钠、月桂酰两性基乙酸钠、月桂醇磷酸酯钾、月桂醇乳酸酯、椰油酰胺甲基 MEA、三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯、PEG-7椰油甘油酸酯、聚甘油-3异硬脂酸酯、D-泛醇、卡松、柠檬酸。


2.2实验仪器

JJ1000型电子天平(精度0.01)、IKA数显搅拌机、JB300-D型强力电动搅机、

力辰科技数显恒温水浴锅、新苗电热恒温鼓风干燥箱、DV-S数显粘度计、数显pH机。


实验研究


3.1探究三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯不同处理方式对体系粘度稳定性的影响

3.1.1香波溶液的制备

本次实验的香波基础配方如下:


A
To 100

瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵
0.2

EDTA 2Na
0.1

椰油酰胺丙基甜菜碱
1

月桂醇聚醚硫酸酯钠
15

月桂酰两性基乙酸钠
3

月桂醇磷酸酯钾
3

月桂醇乳酸酯
0.5
B
椰油酰胺甲基 MEA
2

三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯
0.2
C
防腐剂
适量

香精
适量

柠檬酸
适量


3.1.2香波制备工艺流程:

烧杯中称取去离子水,并加入瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵,搅拌至透明无颗粒状后,再加入椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂醇聚醚硫酸酯钠,搅拌至完全溶解,开始升温到75℃,加入A相剩余原料,恒温搅拌15min;开始降温,温度降到65℃时,加入B相原料,搅拌15min后,继续降温到45℃ ,依次加入C相原料,搅拌均匀,按照10%水溶液,测定体系的pH,用柠檬酸调整pH 到合适范围,最后用椰油酰胺丙基甜菜碱与Nacl调节粘度。


3.1.3测试样品制备

实验中,为了排除原料本身的差异对实验结果造成偏差,实验时原料选用同一批次的原料,实验基础样品按照步骤3.1.2准备,探究三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯的处理方式对体系粘度的影响,B相原料三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯直接加入香波中,实验编号记为1#,三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯与PEG-7椰油甘油酸酯混合处理后再加入实验编号记为2#,三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯与聚甘油-3异硬脂酸酯混合处理后再加入实验编号记为3#,分别打样,用广口塑胶瓶装好,放置于45℃、常温,每隔一星期测定一次粘度。

3.1.4结果与讨论

一个月稳定性测定的粘度变化曲线图如下,包括耐热与常温稳定性:

图一、不同处理方式曲线图

从曲线图一中可以看出,1#65℃三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯直接加进入香波中,样品耐热45℃、常温一周,香波粘度就有很明显降低,且降粘幅度很大,故不建议三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯直接添加入香波中;


而2#三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯与HE处理后再加入香波中,香波耐热降粘的速度有所缓解,但是香波最终的粘度变化也较大,故PEG-7椰油甘油酸酯处理后的三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯也不能在香波中稳定存在;

3#样品经聚甘油-3异硬脂酸酯处理后的三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯 加入香波中,香波的粘度前三周有增长的趋势,但后面趋于平缓,香波体系粘度较稳定,没有降粘现象,故聚甘油-3异硬脂酸酯处理后的三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯可以添加到香波中,并且不会引起香波粘度的下降。

3.2探究三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯添加温度对体系粘度稳定性的影响

3.2.1实验配方(配方100%)


A
To 100

瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵
0.2

EDTA 2Na
0.1

椰油酰胺丙基甜菜碱
1

月桂醇聚醚硫酸酯钠
15

月桂酰两性基乙酸钠
3

月桂醇磷酸酯钾
3

月桂醇乳酸酯
0.5
B
椰油酰胺甲基 MEA
2

三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯
0.2

聚甘油-3 异硬脂酸酯
适量
C
防腐剂
适量

香精
适量

柠檬酸
适量



3.2.2实验工艺流程

根据上面实验的结果,聚甘油-3异硬脂酸酯处理后的三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯不会引起香波粘度的下降,故再进一步探究三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯添加温度对体系粘度的影响实验,确定最佳的添加温度。实验配方工艺如步骤2.3.2,B相原料按照不同温度添加,分别为75℃、65℃、55℃、45℃添加,逐一编号为4#、5#、6#、7#,另一空白不添加三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯的对照样,编号为8#。


测定当天的粘度,并且记录,分别放于45℃与常温做稳定性测试,每隔一周测定一次粘度,观察粘度的变化情况。


3.2.3结果与讨论

下面是香波耐热45℃、常温一个月的粘度变化曲线图:

图二、耐热45℃一个月的粘度变化图

从曲线图二、三中看出,8#是无添加三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯的空白对比样,耐热45℃粘度前期有上升,但后续粘度趋于平缓,常温的粘度波动也不大,空白对比样的粘度较为稳定。而4# 与7#无论是耐热45℃还是常温,粘度在第四周后均有下降的趋势,可能是添加温度75℃温度过高,而45℃温度过低,不利于油脂在香波中的稳定性。5#和6#,常温稳定性香波体系粘度均比较稳定,耐热45℃6#的粘度波动比5#样品大,而且耐热45℃四周后,6#香波粘度也有下降的趋势,虽不是特别明显,但6#样品与5#样品对比 ,5#粘度变化最稳定,故综合考虑三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯65℃加入到香波中对香波的粘度影响最小,粘度最稳定。



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