随着表面活性剂的开发和应用研究的不断深入,其应用范围也日益扩大。目前,表面活性剂已成为洗涤用品的主要成分,同时在化妆品中也有着多种重要应用,如在化妆品中起乳化、分散、增溶、发泡和洗净等作用。
1)乳化作用
使非水溶性物质在水中呈均匀乳化而形成乳状液的现象称为乳化作用。乳化剂在化妆品中主要用于生产膏霜和乳液。常见的粉质雪花膏和中性雪花膏都是0/W型乳状液,可用阴离子型乳化剂脂肪酸皂(肥皂)乳化,用肥皂乳化制取油分少的乳状液较容易,而且肥皂的胶凝作用可使其具有较大黏度。对于含大量油相的冷霜,乳状液多属w/O型,可选用吸水量大且黏性大的天然羊毛脂乳化。目前应用最广的是非离子型乳化剂,其原因是非离子型乳化剂安全、刺激性低。有名的失水山梨醇脂肪酸酯(司盘)及其环氧乙烷加成物(吐温)便是良好的复合非离子型乳化剂,司盘亲油,吐温亲水,两者混合应用于O/W型乳液中,可形成稳定性好、亲肤性高的乳状液。
2)增溶作用
使微溶性或不溶性物质增大溶解度的现象称为增溶作用。将表面活性剂加于水中时,水的表面张力开始会急剧下降,继而形成表面活性剂分子聚集的胶束。形成胶束时所用表面活性剂的浓度称为临界胶束浓度。当表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度时,胶束能把油或固体微粒吸聚在亲油基的一端,因此可增大微溶物或不溶物的溶解度。
在化妆品中增溶剂主要用于化妆水、生发油、生发养发剂的生产。用作增溶剂的表面活性剂应具有高的亲水性,HLB>15,如聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯一聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和聚甘油脂肪酸酯等。
化妆品中油性成分,如香料、油脂以及油溶性维生素,由于在结构和极性上的不同,增溶形成亦不同,故必须选用适宜的表面活性剂做增溶剂。如化妆水的增溶对象是香料、油分和药剂等,因而可用烷基聚氧乙烯醚来增溶。而烷基酚聚氧乙烯醚(OP类、TX类)虽然增溶能力强,但对眼睛有刺激,一般不使用。此外,蓖麻油基的两性衍生物对香料油和植物油具有优良的溶解性,且这类表面活性剂对眼睛无刺激,适用于制备无刺激香波等化妆品。
3)分散作用
使非水溶性物质在水中形成微粒且呈均匀分散状态的现象称为分散作用。化妆品的分散系统包括粉体、溶剂及分散剂3部分。粉体可分为无机颜料(如滑石、云母、二氧化钛和碳黑等)和有机颜料(如酞青蓝等)两类,主要是使化妆品具有好的色调,能遮盖底色,有良好的使用感和防晒功效;溶剂则分为水系和非水系两类;作为媒介的分散剂又有亲水性(适用于水系)和亲油性(适用于非水系)两类。因此系统有多种组合方式。
用于分散剂的表面活性剂很多既是乳化剂又是分散剂,如脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐、烷基醚羧酸盐和烷基磺酸盐等,它们都有很好的分散性能。为使粉体在液体中充分分散,必须使液体能很好地润湿粉体的表面。因此,在选择表面活性剂时,首先要考虑粉体表面与分散介质的HLB。通常在水基体系中使用亲油性粉体时,应主要使用亲水性表面活性剂。
4)清洁作用
作为清洁用的个人用品主要有香波、沐浴露和洗面奶等。除了要求具有清洁、发泡和润湿功能外,目前主要考虑的是对皮肤的温和性,这就要求表面活性剂不损伤表皮细胞,不对皮肤的蛋白质发生作用,不渗透或少渗透到皮肤中去,使皮肤油脂及皮肤本身保持正常状态。
阴离子型表面活性剂用于清洗已有很久的历史。肥皂的去污能力是其他洗涤剂难以比拟的。十二烷基硫酸钠是清洗系列化妆品中常用的原料,它能使皮肤达到良好的清洁效果。两性型表面活性剂咪唑啉、椰油酰胺基丙基甜菜碱和氨基酸类均是温和的清洁用表面活性剂,而且是配制高档洗面产品、护发香波及婴儿香波等不可缺少的组分。
5)柔软和抗静电作用
护发素、润发一类的头发调理产品中,阳离子表面活性剂是主要的调理剂,它有很好的柔软和抗静电能力,在毛发柔顺调理剂中起着独特的作用。最普遍应用的阳离子表面活性剂是单烷基及双烷基季铵盐类,即C16~18单烷基铵盐、双C16~18烷基季铵盐及烷基苄基季铵盐。不对称的牛油基、辛基二甲基季铵盐以及3一鲸蜡基甲基铵盐,这类季铵盐对头发干梳、湿梳和去黏性效果很好。最近引人注目的是从羊毛脂肪酸中衍生出来的季铵盐类,它的刺激性小,兼具了羊毛脂的保水性能、润湿性能及阳离子型表面活性剂的特点,能赋予头发湿润和柔软等独特的触感。
6)润湿和渗透作用
作为化妆品,不仅要有美容功效,使用起来还应有舒适柔和的感觉,这些都离不开表面活性剂的润湿作用。在这方面生物表面活性剂取得了显著的成果。磷脂作为生物细胞的重要成分,在细胞代谢和细胞膜渗透|生调节中起着重要的作用,对人体肌肤有很好的保湿性和渗透性。槐糖脂类生物表面活性剂对皮肤有奇特的亲和性,可使皮肤具有柔软和湿润的肤感。采用生化合成等方法制备出相应的生化活性物质和维生素衍生物、酶制剂、细胞生长因子(EGF、DFGF)、胶原蛋白、弹性蛋白、神经酰胺和透明质酸等,这些物质用于化妆品中可渗透进皮肤,参与皮肤细胞组织的代谢,改变皮肤组织结构等,从而达到防皱、抗衰老和增白的效果。