聚硅氧烷表面活性剂在化妆品中的活性及应用.pdf

2020 13 技 术 应 用 与 研 究 当代化工研究 Modern Chemical Research49 聚殖氧貌表面i舌彳生剂在化妆品中的i舌 ，丨 生 及 应 用 * 张文凯 上 海 麦 豪 新 材 料 科 技 有 限 公 司 上 海 201507 摘 要 聚娃氧烷表面活性剂是一种以Si-0化学键为主链的烃类品，其具有特殊的催化功能，也具有很好氧化稳定性以及热稳定性等特 点，能良好的应用在化妆品的制造与研究之中。本文依据聚桂氧烷表面活性剂的主要特点，研究了其在化妆品中的活性及应用。 关 键 词 聚娃氧烷；表面活性剂；化妆品；活性及应用 中 图 分 类 号 TQ658 文 献 标 识 码 A The Activity and Application of Polysiloxane Surfactant in Cosmetics Zhang Wenkai Shanghai Maihao New Materials Technology Co. Ltd. , Shanghai, 201507 Abstract Polysiloxane surfactant is a kind of hydrocarbon product with Si-0 chemical bond as the main chain. It has special catalytic function, good oxidation stability and thermal stability, etc. It can be well applied in the manufacture and research of cosmetics. According to the main characteristics of polysiloxane surfactant, this paper studies the activity and application of polysiloxane surfactant in cosmetics. Key words polysiloxane; surfactants; cosmetics; activity and application 近几十年来，有机硅晶体端面化学活化剂的化学安全 性及在各种化妆品清洗行业中的应用逐渐普及，特别是在化 妆品行业清洗领域的应用，发挥着越来越大的社会影响和作 用。由于侧链改性有机硅晶体端面的化学活性剂具有很高的 生理和化学惰性，作为化妆品和洗涤剂具有很髙的生理和化 学安全性。在各种自然光照和热照条件下，能有效地加速化 学降解。在粘土、硝酸盐离子和紫外线的直接影响下，也能 有效加速化学降解，不易直接污染自然环境。根据其化学衍 生物的性质和结构的一般应用，其化学衍生物的类型大致可 分为侧链修饰端基衍生物修饰型（ 式1 和侧链修饰硅单晶 端基衍生物修饰型（ 式2 c h3 _c h3| CH3 CH3Si f 〇- S i K f 〇 - S i } w 〇 -St- CH3 1 CH3 c h3 r CH | CH3 pH3 j , c h3 f 〇 - S i J w 〇 -S1 - RRjSi CH〇 CH 2 CH3 式中，R为聚醚链段。 憎水性的关键在于聚甲基硅氧烷链段的持续时间长 短、在有机硅共聚物中所占的比例以及聚醚链中聚氧亚乙基 接影响到聚硅氧烷表面活性剂的主要因素。分子聚合物过程 中硅氧烷聚醚的水溶性和亲油性越髙，共聚物的水溶性越 好，a/B的水溶性和亲油性越高，产物的HLB值越高，分子在 水中的溶解度越大，浊点也相应增加。 在选择适合头发化妆品香波的时候，最好是选用m n5〜 50，r 1为h或c l〜c3的烷基，E0与P0的比例为80/ 20〜 100，头发化妆品中聚醚链段所占质量的分数为30〜70。 在头发化妆品中加入此香波配方的1.0〜5.0，洗发后，能 显著提高干湿梳子的合理性，很好利用产品的抗静电性，减 少 头 发 “ 飞扬”程度。使用洗发水不仅不影响泡沫发质的性 能，而且能显著增加泡沫发质，提髙泡沫发质的稳定性。 护肤化妆品就需要选择聚二甲基硅氧烷段与聚醚段的 质量比在2〜8之间，聚醚段的A/ Ab 比为0.5〜1，摩尔 质量为1 X 104〜5 X 104g/m 〇 l 的产品，选择摩尔质量为600- 1000g/m 〇 l 、HLB值为12-13的皮肤清洁剂。 具有长链膏体聚矽氧硅烷基的一种膏体长链聚硅氧烷可 以是一种属于聚醚类的共聚物，不仅对于膏体聚硅氧烷来说 是一种液体，而且对于那些矿物油或者特别是那些含有大量 脂肪和其他髙蛋白的天然油和植物油都可以是非常有效的一 种新型W /0复合乳化剂。在一定的温度高温和高速冷冻的工 作条件下，也同样需要能迅速加工生产配制出稳定的弹性膏 体。如果要求聚硅氧烷产品具有适当的W /HLB值，则可直接 作为有效溶剂W /0使用，乳化剂与聚硅氧烷复合时，可用于 制备除湿、排汗和除臭剂。当它们直接加入其他乳化剂并与 碱性皂混合时，它们是优良的乳化剂和抗裂剂。 eo 链节和聚氧亚丙基（ po 链节数可以任意地调节，其 憎水性/亲水性也随之发生变化。另外，在上述硅氧烷分子 结构中通过引入特殊具有疏水功能的基团，可以直接得到一 种具有特殊疏水性能的聚甲基有机硅氧烷表面化学活性剂。 1.非离子型聚硅氧烷聚醚共聚物 2.阳离子型聚硅氧烷季铵盐 在各种阴离子聚氧烷中，季铵盐硅酸盐R的产物为阳离 子型，聚硅氧烷活化剂为季铵盐活化剂。正离子体系铵盐的 母盐质量高，所以在其他阴离子聚氧烷表面的各种活化产物 都可以直接与之匹配。它对皮肤没有明显的损伤和刺激，具 当非离子型聚硅氧烷聚醚共聚物中的水溶性分子式为有一定的疏水性和抗菌能力，不易在各种酸碱溶液中直接生 R CH 2 30 c2h4o a C3 H 6〇 b C2 H 40 少1时，这 时 候 的 非 成 游 离 铵 ，性能非常稳定。聚硅氧烷活化剂具有长链聚硅氧 离子型表面化学活性剂说容积的共聚分子E0和K的 比 例 将 直 烷 链 ，产品大分子柔软易破水，对头发和皮肤有极好的柔韧 c n 当代化工研究 Modem Chemical Research 技术应用与研究 2020 13 性；同时又因其中含有阳离子和带正电荷的季铵盐，对于皮 肤和其他头发组织具有强烈的吸附性，且对人体头发和皮肤 有良好抗静电调理的效果。 亲水性聚硅氧烷钠的基本基团由季铵盐和聚硅氧烷钠 组成。分子链越长，分子链之间的比例链和距离越大，分子 链越长，头发的润湿性、干梳性、光滑性、柔软性和光泽保 持性越好，头发的润湿性、自然性和光泽也越好；水合铵盐 聚硅氧烷头发中亲水季铵盐聚硅醚链的基本组分越多，使用 量越大对于发质发泡，由于其亲和力、疏水性和保湿性，在 洗发水中泡得越好，泡得越丰富；季铵盐的碱性基团越多， 就越容易形成并附着在具有疏水性和亲水性的铵盐聚硅氧烷 制成的发质上，越容易干燥湿梳子。摩丝中只要加入1.5左 右的此类头发表面化学活性剂，即可有效地使头发的泡沫稳 定，并有效改善对头发的湿润梳理效果。 3. 阴离子型聚硅氧烷磷酸酯3. 阴离子型聚硅氧烷磷酸酯 阴离子活性聚氧乙烯酯是一种活性阴离子。聚氧乙烯酯 的表面活性化学和物理活性剂又称三元山，俗称聚硅氧烷磷 酸酯。其主要成分是单酯、二酯、游离二憐酸基和其它游离 非离子基的有机混合物，产品由一酯和二醇首先进行磷酸化 加成反应，再根据不同产品的应用需要对其离子进行充分中 和、精制而合成。 聚硅氧烷磷酸酯具有良好的复合乳化、发泡和洗涤性 能。它也有类似于其他聚醚的水溶性浊点，还具有良好的相 容性聚硅氧烷用于各种油性皮肤和油性头发的天然有机化学 品，可广泛用作油性皮肤化妆品油性头发的有效w/〇 复合乳 化剂、増溶剂、起始发泡剂、洗涤剂、润肤剂和天然护发 素。 聚硅氧烷磷酸酯具有快速皮肤乳化的物理特性，主要用 于护发保湿护肤品和护发护肤品。在护发护肤品中，聚硅氧 烷能有效抑制和延缓头发皮肤静电的产生和积聚，加速头发 皮肤的化学放电，聚硅氧烷对皮肤保护和头发具有良好的理 化亲和力和化学调理作用，因此，磷酸盐聚硅氧烷活化剂能 有效抑制和改善头发的化学干燥和梳理。 4. 聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂4. 聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂 聚硅氧烷磷酸酯0 -酯正表面活性剂是存在脂肪酸残基 时聚硅酸酯磷酸酯0 - 酯正表面活性剂。根据pH值的不同， 聚硅酸聚醚与e -磷阳性非离子表面活性剂的混合物的测试 结果也不同。偏碱性时，溶液一般显示具有阴离子型的表面 磷酸酯活性剂的性质；溶液偏于酸性时，则水溶液显示具有 阳离子型的表面磷酸酯活性剂的性质。由于水溶液中存在类 似于聚醚二甲基硅氧烷的共聚物，所以水溶液中也存在类似 于聚醚二甲基硅酸盐的非离子界面磷酸酯表面活性剂的浊 点。 该分子表面化学活性剂分子中既可以存在磷酸酯和甜菜 碱的主要分子结构和化学特性，又必须具有类似聚桂氧烷的 分子结构和化学特性，选择低聚硅氧烷作为分子，聚硅氧烷 的性能较差。另外，如果选择高聚焦质量的聚硅氧烷作为分 子，聚硅氧烷的结构和性能将会非常明显。 这种洗发水洗浴调理产品还具有良好的化学毒性、抗菌 性、耐水性、与各种阴离子化学表面活性剂具有良好的化学 相容性等，与洗发水产品调理用发泡剂、洗发水调理剂联合 使用，可有效地作为一种高安全性产品使用。广泛用于皮肤 和头发调理用清洁剂、沐浴调理洗发水产品或其他调理沐浴 洗发水中，具有良好的皮肤亲和力。同时，使用该类洗发水 产品能有效减少AES等阴离子化学表面活性剂对皮肤的脱脂 和化学杀菌作用，増加皮肤的化学柔软性和良好的保湿性， 对皮肤和头发有较强的化学吸附作用，对消除油脂和皮肤静 电有化学保护作用。 5.其它类型的表面活性剂5.其它类型的表面活性剂 其它长链聚硅氧烷及其烷基改性表面活性剂在亲油水相 或其它油相中的表面活性，取决于长链聚硅氧烷聚合改性基 因集团的分子种类和聚合改性剂在基团中的数量，油溶性的 长链聚硅氧烷聚合活性剂主要能有效率地改善石蜡矿物油和 其他水溶性亲油石蜡的生物扩散净化能力，可直接地广泛应 用于亲油水溶性到石蜡化妆品和亲油疏水性石蜡护肤品的专 用配方中；短链聚桂院基聚合改性的亲油疏水性石蜡聚桂氧 院主要用途是广泛应用于水和香波、泡沫等水溶液的专用配 方中。除上述简要介绍的几种作为烷基磺酸改性有机物和硅 化物的主要表面氧化活性剂外，长和短链烷基改性的短链聚 硅氧烷，由聚硅氧烷硫酸盐、聚硅氧烷硫酸盐和短链乙胺磺 酸改性的聚硅氧烷也被广泛应用于制备亲油化妆品。聚硅氧 烷的化学表面处理活性剂在日用品和化妆品生产配方过程中 的重要综合作用越来越突出，成为了目前发展较快、值得社 会人们广泛应用重视的一类创新产品。 【 参考文献】【 参考文献】 [1] 裘碧萬， 唐福伟， 赵兴军三硅氧烷聚氧乙烯醚磷酸酯的合 成及性能探讨[J] 化 工管理， 2019 15 178-179. [2] 崔利军.聚二曱基娃氧烷的性能特点及其典型应用[J].乙 醛醋酸化工，2018 08 25-3014. [3] 王艳飞， 宋海香， 王芳， 张艳维.端羟基聚桂氧烷改性非离子 型水性聚氨酯表面活性剂的合成m.河南师范大学学报（ 自然科学 版） ， 2016, 44 06 109-113. [4] 孙明宇， 刘少杰.聚娃氧烷聚醚表面活性剂的在化妆品中的 应用[J].有机桂材料及应用， 1999, 013 006 27-29. [5] 孙江.聚醚改性聚桂氧烷表面活性剂的制备与应用[D]. 2011. [6] 王安琪.聚醚改性有机娃表面活性剂的合成与应用[D].陕 西科技大学， 2014. [7] 何婷， 季永新.聚醚改性有机桂表面活性剂的合成与性能 [J].化学与粘合, 2013, 35 4 10-13. [8] 丁建华， 王学川， 刘後， 等.聚醚改性硅氧烷类表面活性剂的 发展和应用[J].中国洗济用品工业， 2007, 000006 68-71. 【 作者简介】【 作者简介】 张 文 凯 （ 1982-, 男，四川梓潼人，硕士研究生，研发总 监 ，上海麦豪新材料科技有限公司；研究方向有机硅，聚氨酯， 高分子材料。