恩佐-恩佐平台-「ISO认证」维普资讯 一 ∞ 洗 发 香 波 用 表 面 活 性 剂 焦 学 瞬 球‘州轻工业学 “ 、j 提 要 表面活性剂在香波中发挥着重要作用，不 同类型香波应该选择不 同品种的表面 活性剂。本文通过表面活 陛·剂与头发之 间的相互作用 ，提 出合理选择表面活性剂的 理论依据 。 关键词 墨苎兰兰型 查曼 台理选择 镁 Abskract： ThesurfacAontpiaysth kevr0e inSham口0o ormu_且ti0nstheforma1ator m t elect theappropriateoii,~from “long listofa ailahletypekeepinginm iadtherequirementsofa good Shampoo-一 A brief coasideration of thc physi~ocl~m ca aspteA so fl interactions between Sur[ac?anls and hair KevwoJ ：Surfactatl t；ShapooIform alation 用，适用于各种类型 (油性 、中性、干性) 前言 的头发} 另外 ，还要考虑安全性，如对眼睛应无 表面活性剂的选择直接影 响着洗发香波 刺激性。下面简单 淡谈表面活性剂和头发之 的性 能好坏 。性能优 良的洗发香波是 “既清 间发生 的生化方面的作用。 洁头发 ，又不损坏头发”，它必须满足下列 要求 ： l 表面活性剂的吸附作用 (a)有好的泡沫特性。即泡沫丰富，在 脂肪和其它油脂材料存在下有好 的发泡性 表面活性剂 以一定方式吸附于界面 、吸 (b)有好 的去污性。能有效 地 除去头 附程度取决于许多因素，如表面活性剂 的类 发上污垢和皮屑而不会引起脱脂 ，洗后无干 型、结构 ，所用的溶剂 、浓度 ，温度和界面 燥感 。 特性 (如液 ／气，液 ／液，液 ／周的界面)等。 (c)洗后易漂洗j 另外 ，表面活性剂分子支链化程度，溶液的 (d)无异味； pI-I值 、添加剂等也影响到吸附。 (e)能防止任何调理剂 的沉淀 (如抗 头发和指 甲一样 ，是 由一种叫角质蛋 白 静电剂)} 的物质组成。在一定pH值下，香波的pH值 (f)无刺激性和毒性； 超过头发 的等 电点 (3．67) ，头发显负电性， (g)多功能性。可在碰水、敬 水 中使 等 电点即粒子或质子在 电区域 内不能移移动 维普资讯 的pH值，在等离子点有等量的正负电荷 ，人 加，阴离子在酸性环境下吸附增加。染发前 的头发等离子点为5．8±】．0。由漂 白而损坏 的漂 白和冷烫后的头发能 }起表面活性剂的 头发出现减小的等离子点，这是由于增加了 吸附，但是可减少对酯的吸附，如异丙基棕 头发的酸性基质 。 榈酸酯。异丙基棕榈酸酯在阳离子存在下比 表面活性剂吸附到头发上可能主要是单 在阴离子存在下有较强的吸附性。增加头发 个离子而不是胶束、表面活性剂吸附的主要 极性有利于增加吸附。带支链的脂肪醇硫酸 机理为： (a) “离子对合” 。在角 蛋 白上 盐比直链 的吸附作用大 。也比月桂醇聚氧 乙 吸附上相反的电荷} (b)离子 交换。毛发 烯 (10)醚大。在香波 中含硬脂酸铝和 巴西 上带的离子与表面活性剂离子进 行 离子 交 棕榈蜡乳液时，由于疏水基 的相互作用，可 退} (c)氢键 。表面活性剂离子与 头 发问 产生调理效果。洗发后 用的护发剂，含有阳 形成氢键。 (d)分散力。髓着分 子 量的增 离子表面活性剂 ，由于在一定PH值 下，它 大和疏水基 的增长，表面活性荆和物质 间相 具有吸附倾 向，可使所带的静电得 以中和、 互作用增加； (e) “疏水键”。疏水 成份 使头发易于梳理 、一些聚合物也用于头发调 吸附到角蛋 白的质上后，香波中表面活性剂 理剂 。护发剂 以阳离子表面活性剂和两性表 分子有增大吸附到角蛋 白物质上的趋势。 而活性剂为主要成份 这种护发剂能吸附在 在低的pH值下，由于角蛋 白物 质 增加 毛发表面上，形成分子皮膜，在赋予毛发柔 了质子的吸附，从而增加了对负 电荷 的吸 软性和天然光泽的同时，还能抑 制 静 电发 附。这样提高了对阴离子吸附而减少了对阳 生 ，有抗静 电效应，因此好梳理 。 离子的吸附。pH值的变化 ，也影 响到 表面 活性剂本身性质，如非离子表面活性剂的醚 2 泡沫 键上可以质子化，肥皂在低的pH值 下，不 易游离出羧基而降低其功能。在香波中，稍 用于香波中的表面活性剂要泡沫高。泡 低的pH值 ，由于 “疏水键 作用，将增 加 沫性能与表面活性剂临界胶束浓度 (cmc) 对羧基的吸附性，从而产生调理效果。对于 有关，实际上发泡或消泡因素很多。要选择 两性离子表面活性剂 (含有质子化的氨基和 在硬水和脂肪存在下，表面活性剂的发泡能 羧基)在不同PH值显示不同的电负 性，而 力应该好的产 品。 吸附性也随着改变 。在多价阳离子存在下， 发泡作用与表面活性剂类型 和 结 构 有 如 c 离子可能增加阴离子的吸附性，这是 关。带支链分子结构的表面活性剂比直链的 因为 c 离子被吸附到物质上后，引起对负 水溶性好、cmc也高。但 由于它们分子 间的 电荷的吸附。 作用力的结果，泡沫减小 了，因此选用支链 如果吸附发生于离子对台或离子交换。 结构表面活性剂时发泡高。在室温下，月挂 可 以想像表面活性剂的疏水部份方向是离开 醇硫酸钠和肥皂 (C 。)有 高的泡 沫j提 头发的，这样也就增加了头发的疏水性，此 高温度时碳链长的发泡能力 增 大j在30。～ 性质可以用液 ／固接触角试验来证明。在 染 50℃下，g一烯基磺酸盐 (c14～ce) 有最大 发之前可 以考虑这样的吸附。同样，如果阳 的泡沫 。在 Ca”离子存在下，短直链的表面 离子表面活性剂吸附到羊毛表面后．将增加 活性剂表现出较好发泡力 (c：c。C )。 对OH一和SO 离子 的吸附。 烷基琥珀酸磺酸二钠盐泡沫好，但在脂 阳离子表面活性剂在碱性环境下吸附增 肪存在下，它的泡沫不稳定。该化台物蒯激 维普资讯 性小，缺乏去污力)但是，这种表面活性剂 二乙醇酰胺为什么能稳定泡沫的原因。这些 有较大的界面 电荷，能够 同脂肪醇硫酸盐复 添加剂的极性是朝向水中胶束 的界面，而不 配产生出高的泡沫 ，并减少了刺激性，因此 是在 “胶柬核” 中。 常用在香波中。经试验 、琥珀酸酯磺酸盐与 胺氧化物 (R。NO)作为稳定剂 ，它 的 月桂醇硫酸盐 以50：50比例复配可 以得 到最 稳定泡沫能力大小主要决定于它 同阴离子表 佳泡沫 ，对眼睛也几乎无刺激性。 面活性剂分子 “偶合”的电稳定性。偶合后 泡沫高低与表面活性剂的分子 碳 链 长 络台物有较大的表面活性，也增加了水 ／空气 度，乙氧基化程度，分子中基团类型都有关 界面的吸附能力，得到一种稳定的，紧密的 系 。C 的伯醇硫酸盐泡沫最高 ，而 有 3rno1 弹性膜 ，这就提高了泡沫的稳定性 。 乙氧基的c一 脂肪醇硫酸盐 (即c 脂肪 醇聚氧 乙烯 (3)醚硫酸盐)发 泡 力 也 较 3 粘度 强 。一OH和一CH OH基 团处 于 分 子 中间 的化 台物不利于发泡。非离子表面活性剂比 表面活性剂最重要物理性质之一是它在 阴离子表面活性剂泡沫低，也不稳定。乙氧 水介质中形成胶束的能力 ，这种能力是 由表 基化脂肪醇比乙氧基化脂肪酸泡沫好，月桂 面活性剂分子结构和溶液浓度决定的。在极 醇聚氧 乙烯 (15~20)醚有最佳 的泡 沫 特 低浓度 中 (cmc)下，溶液中表面活 性剂是 性 。在浊点以上，非离子表面活性剂 由于有 静散的单个分子状态存在，随着表面活性剂 大量的 “失水胶束”形成 ，因此不能形成稳 溶液浓度增加，水溶液中表面活性剂分子就 定的泡沫 。 几十，几百地聚在一起形成不同形状的胶 为了使香波在硬水 、角蛋 白、脂肪存在 束，表面活性剂形成胶束的最低浓度叫临界 下有 良好的发泡性。通常须要加 一 些 添 加 胶柬浓度 (cmc)，表面活性剂溶液 只有大 剂。一般地说，能加速表面张力平衡的添加 于临界胶束浓度时才能发挥其作用。 剂有消泡作用 。反之。减小表面张力趋于平 表面活性剂结构、添加剂和其它组分决 衡的则有稳泡作用。这些泡沫稳定剂无疑降 定了香波溶液的粘度 。直链脂肪醇硫酸盐比 低了表面活性剂的cmc。必须记住在cmc以 支链脂肪醇硫酸盐粘性增加大，在表面活性 下或接近CHIC时，表面活性剂的影响是 不同 剂溶液中加入盐可提高粘度。但过量盐的加 的。因此脂肪醇和脂肪酸在稀的溶液中表现 入会导致粘度下降。 出 “去稳效应”，而在表面活性剂浓度为3O 烷基醇酰胺是一种 良好的增稠剂，水潜 ～4O倍cmc时并不存在这种效应。 性小的烷基醇酰胺增稠效果更大，影响水溶 月桂醇硫酸钠表面活性剂的发泡剂为月 性 的因素有 ： 桂醇，二 乙醇酰胺和椰子胺氧化物。对于稳 (a)烷基链长度； 泡剂最有效的是直链表面活性剂，其影响大 (b)基团种类J 小为’直链醇硫酸盐烷烃磺酸盐伸醇硫 (c)酰胺分子中亲水基数 目和类型。 酸盐 。 对于酰胺一类化合物增稠效果大小为 ： 膜粘度在泡沫稳定作用中发挥着重要作 月桂酸异丙醇酰胺 月桂酸二 乙醇酰胺棕 用。在溶液中的添加剂，通过范德华引力和 橱酸二 乙醇酰胺椰子油脂肪酸 二 乙醇 酰 氢键同表面活性剂分子结合，使得胶束相互 胺 。另外 ，亚油酸二 乙醇酰胺也是一种好 的 作用增加，这就使膜牯度增大。这就辩释了 增稠剂 。 维普资讯 选择增稠剂要考虑它在低稳 下 的稳 定 不致于沉积到毛发上。 性。对于极性增稠剂，如：j乙醇酰胺它比单 对于阳离子的表面活性剂去污作用，主 乙醇酰胺在低稳下稳定性好。表面活性剂分 要与它的结构有关。阳离子表面活性剂吸附 子中阳离子影响粘度大小为：三 乙醇胺二 到物质上的量取决于琉水基与物质间相互作 乙醇胺单 乙醇胺钠 。 用。直链分子 比支链分子有较 大 的 “疏 水 月桂胺氧化物和 由N，N一二 甲基丙 基 键”，因为支链降低了疏水基相互作用。因 二胺椰子脂肪酸、一氯醋酸反应得到的甜菜 此琉水基在分子终端的直链表面活性荆去污 碱衍生物也可 以增加脂肪醇硫酸盐溶液的粘 力好 。疏水基链长的增加也能增加去枵力， 度。当应用胺氧化物时，pH值大小也 有影 但其水溶性相应降低了。 响，在低的pH值下，由于N原子的质 子 化 在一定温度下：对于香波来说，月桂醇 作用，增加了同阴离子表面活性剂负电荷的 硫酸盐和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸盐的泡沫， 作用，所 以增加了粘度 。 溶解性．去污力和乳化都比较好。为注意防 止表面活性荆在硬水中沉淀，通过使用金属 4 去污力 螯台剂可消除这种影响。 香波的洁力度是多种因素决定的。头发 表面活性剂配成的香波要求能洗净头发 的清洁是相当复杂现象，它 由许 多 因素控 污垢，保持清洁，最好还能起到护发作用。 制，如表面活性剂性质、浓度、温度等。由 香波中表面活性剂浓度较高 (如1O一100倍 的 试验 知道，在洗发过程中用的洗 液 (加 水 cmc)时，除去污垢是相当有效 的。去污作 后) ，表面活性剂含量为1—2 即 在cmc以 用是表面活性荆 乳化、润湿、渗透 增 上为宜 。 溶，分散等多种作用的综台绪果 ，它是一种 去污作用与表面活性荆的全 部 性 能 有 复杂的过程，对于j离子表面活性剂来说， 关，但是这不等于说，一个去污性能好的表 在其浊点附近有最大的增溶作用。浊点与非 面活性剂，它的各种性能都好 。所以配 制香 离子表面活性剂的乙氧基化程度和疏水基的 波时，要考虑表面活性剂与其它助剂复配后 选择有关。非离子表面活性剂对于非极性物 在性质上可能引起 的变化 ，还要考虑不 同的 质 (如聚酯 ，尼龙) 的去污作用明显 ．而 阴 发质 (如老年的，儿童的)和头发类型 (如 离子表面活性剂对于棉花、羊 毛 (极性 物 油性、中性和干性)。 质)去污作用好 。阴离子表面活性剂能罄吸 参 考 文 献 附极性的带负电荷物质 (羊毛和在等 电点 以 1 MartirtM Rieger，Surfaetants in Cometics， 上的毛发)上，此 时二者负电荷方面相反， New york au．d Ba~el，1985， 99．25l一 286， 这样就增加 了角蛋白的疏水性，降低了毛发 2 Clark，SurfactantsforSkin Ce【ansets， Neve 与洗液之 问界面张力，容易将枵物洗去 ，而 Jersey，1995· 维普资讯 ％一蟛 H—NMR技术在表面活性剂结构分析中的应用 康 群 (上海翁顼吾 院) G s ·2 提 要 利 甩 H—NMR光谱 中化 学位移 、积分面积 、 准光谱对 照来 制定其结构成份 。 关键词；H—NMR，垡兰堡壁、塑坌苎璺、 随着化学工业的发展，在 纺 织 化 学领 在 3～5ppm无阳离子活性剂信号，而在6·5 域，表面活性剂异军突起，作为有效的纺织 ～ 8．5ppm~现信号可推测存在芳香族磺酸； 助剂，它 日益发挥着巨大的作用。由于对外 在3．5～4．0ppm出现POE加合--O--CH2--CH： 自 自 技术交流进一步扩大，国外优良助剂大量涌 -- O--质子信号j在5．O～5．5ppm出现双键信 旋 旋 进 ，若我们能对其加以分析，确定其结构和 号 。 耦 耦 舍、 台 图 1中，在4ppm处出现的三重 峰 信号 化学组分、利用国内现有化工原料替代，就 常 能为国家节约大量外汇。H_-NMR技术正是 为CH：--OSOa，在]．7ppm出现--CFIi—c一0s03 信手常息数 右妒数。 分析表面活性剂结构重要而有 效 的 手 段之 一 从 H—NMR光谱 中可得到 的信息有化学 ， 位移、积分面积、 自旋耦合常数，如果在 已 痞 可 知试样离子类型的前提下，即可根据标准光 谱对照从而判定其结构，下面就各种表面活 林列 性剂分别作一说 明 图 1 溶剂D 0，脉冲时间1．19s累 ~．nS0 l 阴离子表面活性剂 次 内镄 十二烷基硫酸钠 一 般来说，烷基的甲基和亚甲基质子信 号 出现在0．5～1．5ppm范围}周 围无其它官 信号。图2中，在7~8ppm处 出现 的两个对 能团时，在2．5～ 3．0ppm 出现 cH2--CO0， 称的二重峰是对位取代苯的特征信号，0．6～ 一 cT1一s0。，cH—SOs等质子信号可作为存 1．0ppm为 甲基信号1．0～1．4为亚甲基 ，它们 ／一 ＼ 在羧酸盐或磺酸盐的根据；在4．0～4．5ppm 相互重叠，1．5ppmi~一CH。一C一 O)一， 出现信号可考虑存在硫酸酯盐或磷酸酯盐} ＼ ／ 一 46

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