Zusammenfassung häufig verwendeter Verdickungsmittel

Verdickungsmittel sind die Gerüststruktur und Kerngrundlage verschiedener kosmetischer Formulierungen und entscheidend für das Aussehen, die rheologischen Eigenschaften, die Stabilität und das Hautgefühl von Produkten. Wählen Sie häufig verwendete und repräsentative Verdickungsmittel verschiedener Typen aus, bereiten Sie sie zu wässrigen Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen zu, testen Sie ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Viskosität und pH-Wert und bewerten Sie mithilfe einer quantitativen deskriptiven Analyse ihr Aussehen, ihre Transparenz und ihre vielfältigen Haut- und Hauteigenschaften während und nach der Nutzung. Auf der Grundlage sensorischer Indikatoren wurden sensorische Tests durchgeführt und die Literatur durchsucht, um verschiedene Arten von Verdickungsmitteln zusammenzufassen und zusammenzufassen, die eine gewisse Referenz für die Gestaltung kosmetischer Formeln liefern könnten.

1. Beschreibung des Verdickungsmittels

Es gibt viele Stoffe, die als Verdickungsmittel eingesetzt werden können. Aus Sicht des relativen Molekulargewichts gibt es niedermolekulare Verdickungsmittel und hochmolekulare Verdickungsmittel; Aus der Sicht der funktionellen Gruppen gibt es Elektrolyte, Alkohole, Amide, Carbonsäuren und Ester usw. Warten Sie. Verdickungsmittel werden nach der Klassifizierungsmethode kosmetischer Rohstoffe klassifiziert.

1. Verdickungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht

1.1.1 Anorganische Salze

Das System, das anorganisches Salz als Verdickungsmittel verwendet, ist im Allgemeinen ein wässriges Tensidlösungssystem. Der am häufigsten verwendete anorganische Salzverdicker ist Natriumchlorid, das eine offensichtliche Verdickungswirkung hat. Tenside bilden in wässriger Lösung Mizellen, und die Anwesenheit von Elektrolyten erhöht die Anzahl der Mizellenassoziationen, was zur Umwandlung kugelförmiger Mizellen in stäbchenförmige Mizellen führt, den Bewegungswiderstand erhöht und somit die Viskosität des Systems erhöht. Wenn jedoch zu viel Elektrolyt vorhanden ist, beeinträchtigt dies die Mizellenstruktur, verringert den Bewegungswiderstand und verringert die Viskosität des Systems, was als „Aussalzen“ bezeichnet wird. Daher beträgt die zugesetzte Elektrolytmenge im Allgemeinen 1–2 Massen-% und sorgt zusammen mit anderen Arten von Verdickungsmitteln dafür, dass das System stabiler wird.

1.1.2 Fettalkohole, Fettsäuren

Fettalkohole und Fettsäuren sind polare organische Substanzen. Einige Artikel betrachten sie als nichtionische Tenside, da sie sowohl lipophile als auch hydrophile Gruppen aufweisen. Das Vorhandensein einer kleinen Menge solcher organischen Substanzen hat einen erheblichen Einfluss auf die Oberflächenspannung, die Oberflächenspannung und andere Eigenschaften des Tensids, und die Größe des Effekts nimmt mit der Länge der Kohlenstoffkette zu, im Allgemeinen in einem linearen Verhältnis. Sein Wirkprinzip besteht darin, dass Fettalkohole und Fettsäuren Tensidmizellen einlagern (verbinden) können, um so die Bildung von Mizellen zu fördern. Durch den Effekt der Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Polköpfen ordnen sich die beiden Moleküle eng an der Oberfläche an, wodurch sich die Eigenschaften der Tensidmizellen stark verändern und der Effekt der Verdickung erzielt wird.

2. Klassifizierung von Verdickungsmitteln

2.1 Nichtionisches SAA 

2.1.1 Anorganisches Salz

Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid, Monoethanolaminchlorid, Diethanolaminchlorid, Natriumsulfat, Natriumphosphat, Dinatriumphosphat und Pentanatriumtriphosphat usw.

2.1.2 Fettalkohole und Fettsäuren

Laurylalkohol, Myristylalkohol, C12-15-Alkohol, C12-16-Alkohol, Decylalkohol, Hexylalkohol, Octylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol, Laurinsäure, C18-36-Säure, Linolsäure, Linolensäure, Myristinsäure , Stearinsäure, Behensäure usw.

2.1.3 Alkanolamide

Kokosdiethanolamid, Kokosmonoethanolamid, Kokosmonoisopropanolamid, Cocamid, Lauroyl-Linoleoyldiethanolamid, Lauroyl-Myristoyldiethanolamid, Isostearyldiethanolamid, Linolsäurediethanolamid, Kardamomdiethanolamid, Kardamommonoethanolamid, Öldiethanolamid, Palmmonoethanolamid, Rizinusölmonoethanolamid, Sesamdiethanolamid, Sojabohnendiethanolamid, Stearyl Diethanolamid, Stearinmonoethanolamid, Stearylmonoethanolamidstearat, Stearamid, Talgmonoethanolamid, Weizenkeimdiethanolamid, PEG (Polyethylenglykol)-3-Lauramid, PEG-4-Oleamid, PEG-50-Talgamid usw.

2.1.4 Ether

Cetylpolyoxyethylen(3)ether, Isocetylpolyoxyethylen(10)ether, Laurylpolyoxyethylen(3)ether, Laurylpolyoxyethylen(10)ether, Poloxamer-n (ethoxylierter Polyoxypropylenether) (n=105, 124, 185, 237, 238, 338 , 407) usw.

2.1.5 Ester

PEG-80 Glyceryltalgester, PEC-8PPG (Polypropylenglykol)-3 Diisostearat, PEG-200 hydriertes Glycerylpalmitat, PEG-n (n=6, 8, 12) Bienenwachs, PEG-4 Isostearat, PEG-n (n= 3, 4, 8, 150) Distearat, PEG-18 Glyceryl Oleat/Cocoat, PEG-8 Dioleat, PEG-200 Glyceryl Stearat, PEG-n (n=28, 200) Glyceryl Sheabutter, PEG-7 hydriertes Rizinusöl, PEG-40 Jojobaöl, PEG-2-Laurat, PEG-120 Methylglucosedioleat, PEG-150 Pentaerythritolstearat, PEG-55 Propylenglykololeat, PEG-160 Sorbitantriisostearat, PEG-n (n=8, 75, 100) Stearat , PEG-150/Decyl/SMDI-Copolymer (Polyethylenglycol-150/Decyl/Methacrylat-Copolymer), PEG-150/Stearyl/SMDI-Copolymer, PEG-90. Isostearat, PEG-8PPG-3-Dilaurat, Cetylmyristat, Cetylpalmitat, C18 -36 Ethylenglykolsäure, Pentaerythritolstearat, Pentaerythritolbehenat, Propylenglykolstearat, Behenylester, Cetylester, Glyceryltribehenat, Glyceryltrihydroxystearat usw.

2.1.6 Aminoxid

Myristylaminoxid, Isostearylaminopropylaminoxid, Kokosnussöl-Aminopropylaminoxid, Weizenkeim-Aminopropylaminoxid, Sojabohnen-Aminopropylaminoxid, PEG-3-Laurylaminoxid usw.

2.2 Geschlechter-SAA

Cetylbetain, Coco-Aminosulfobetain usw.

2.3 Anionisches SAA

Kaliumoleat, Kaliumstearat usw.

2.4 Wasserlösliche Polymere

2.4.1 Zellulose

Zellulose, Zellulosegummi, Carboxymethylhydroxyethylzellulose, Cetylhydroxyethylzellulose, Ethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Hydroxypropylzellulose, Hydroxypropylmethylzellulose, Formazan-Basiszellulose, Carboxymethylzellulose usw.

2.4.2 Polyoxyethylen

PEG-n (n=5M, 9M, 23M, 45M, 90M, 160M) usw.

2.4.3 Polyacrylsäure

Acrylate/C10-30 Alkylacrylat-Kreuzpolymer, Acrylate/Cetylethoxy(20)-Itaconat-Copolymer, Acrylate/Cetylethoxy(20)-Methylacrylat-Copolymer, Acrylate/Tetradecylethoxy(25)-Acrylat-Copolymer, Acrylate/Octadecylethoxy(20)-Itaconat-Copolymer, Acrylate/Octadecane Ethoxy(20) Methacrylat Copolymer, Acrylat/Ocaryl Ethoxy(50) Acrylat Copolymer, Acrylat/VA Crosspolymer, PAA (Polyacrylsäure), Natriumacrylat/Vinylisodecanoat vernetztes Polymer, Carbomer (Polyacrylsäure) und sein Natriumsalz usw . 

2.4.4 Naturkautschuk und seine modifizierten Produkte

Alginsäure und ihre (Ammonium-, Calcium-, Kalium-)Salze, Pektin, Natriumhyaluronat, Guarkernmehl, kationisches Guarkernmehl, Hydroxypropyl-Guarkernmehl, Tragantgummi, Carrageen und seine (Calcium-, Natrium-)Salze, Xanthangummi, Sklerotingummi usw.

2.4.5 Anorganische Polymere und ihre modifizierten Produkte

Magnesiumaluminiumsilikat, Siliciumdioxid, Natriummagnesiumsilikat, hydratisiertes Siliciumdioxid, Montmorillonit, Natriumlithiummagnesiumsilikat, Hectorit, Stearyl-Ammonium-Montmorillonit, Stearyl-Ammonium-Hectorit, quartäres Ammoniumsalz -90-Montmorillonit, quartäres Ammonium-18-Montmorillonit, quartäres Ammonium-18-Hectorit usw .

2.4.6 Sonstiges

PVM/MA Decadien-Crosspolymer (vernetztes Polymer aus Polyvinylmethylether/Methylacrylat und Decadien), PVP (Polyvinylpyrrolidon) usw.

2.5 Tenside 

2.5.1 Alkanolamide

Am häufigsten wird Kokosdiethanolamid verwendet. Alkanolamide sind mit Elektrolyten zur Verdickung kompatibel und liefern die besten Ergebnisse. Alkanolamide

Der Verdickungsmechanismus ist die Wechselwirkung mit anionischen Tensidmizellen zur Bildung einer nicht-Newtonschen Flüssigkeit. Verschiedene Alkanolamide weisen große Leistungsunterschiede auf und auch ihre Wirkungen sind unterschiedlich, wenn sie einzeln oder in Kombination verwendet werden. In einigen Artikeln wird über die Verdickungs- und Schaumeigenschaften verschiedener Alkanolamide berichtet. Kürzlich wurde berichtet, dass Alkanolamide bei der Herstellung von Kosmetika möglicherweise krebserregende Nitrosamine produzieren. Zu den Verunreinigungen von Alkanolamiden zählen freie Amine, die potenzielle Quellen für Nitrosamine darstellen. Derzeit gibt es keine offizielle Stellungnahme der Körperpflegeindustrie zu einem Verbot von Alkanolamiden in Kosmetika.

2.5.2 Ether

Bei der Formulierung mit Fettalkoholpolyoxyethylenethersulfat (AES) als Hauptwirkstoff können in der Regel nur anorganische Salze zur Einstellung der entsprechenden Viskosität eingesetzt werden. Studien haben gezeigt, dass dies auf das Vorhandensein von unsulfatierten Fettalkoholethoxylaten in AES zurückzuführen ist, die erheblich zur Verdickung der Tensidlösung beitragen. Eingehende Untersuchungen ergaben, dass der durchschnittliche Ethoxylierungsgrad etwa 3EO oder 10EO beträgt, um die beste Rolle zu spielen. Darüber hinaus hängt die verdickende Wirkung von Fettalkoholethoxylaten stark von der Verteilungsbreite der in ihren Produkten enthaltenen nicht umgesetzten Alkohole und Homologen ab. Wenn die Homologenverteilung breiter ist, ist die Verdickungswirkung des Produkts gering, und je enger die Homologenverteilung, desto größer ist die Verdickungswirkung.

2.5.3 Ester

Die am häufigsten verwendeten Verdickungsmittel sind Ester. Kürzlich wurde im Ausland über PEG-8PPG-3-Diisostearat, PEG-90-Diisostearat und PEG-8PPG-3-Dilaurat berichtet. Diese Art von Verdickungsmittel gehört zu den nichtionischen Verdickungsmitteln, die hauptsächlich in wässrigen Tensidlösungssystemen verwendet werden. Diese Verdickungsmittel lassen sich nicht leicht hydrolysieren und weisen über einen weiten pH- und Temperaturbereich eine stabile Viskosität auf. Derzeit wird am häufigsten PEG-150-Distearat verwendet. Die als Verdickungsmittel verwendeten Ester haben im Allgemeinen relativ große Molekulargewichte und weisen daher einige Eigenschaften von Polymerverbindungen auf. Der Verdickungsmechanismus beruht auf der Bildung eines dreidimensionalen Hydratationsnetzwerks in der wässrigen Phase, wodurch Tensidmizellen eingebaut werden. Solche Verbindungen wirken neben ihrer Verwendung als Verdickungsmittel in Kosmetika auch als Weichmacher und Feuchtigkeitsspender.

2.5.4 Aminoxide

Aminoxid ist eine Art polares nichtionisches Tensid, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es in wässriger Lösung aufgrund des unterschiedlichen pH-Werts der Lösung nichtionische Eigenschaften zeigt und auch starke ionische Eigenschaften zeigen kann. Unter neutralen oder alkalischen Bedingungen, das heißt, wenn der pH-Wert größer oder gleich 7 ist, liegt Aminoxid als nichtionisiertes Hydrat in wässriger Lösung vor und zeigt keine Ionizität. In saurer Lösung zeigt es eine schwache Kationizität. Wenn der pH-Wert der Lösung weniger als 3 beträgt, ist die Kationizität von Aminoxid besonders offensichtlich, sodass es unter verschiedenen Bedingungen gut mit kationischen, anionischen, nichtionischen und zwitterionischen Tensiden zusammenarbeiten kann. Gute Verträglichkeit und synergistische Wirkung. Aminoxid ist ein wirksames Verdickungsmittel. Wenn der pH-Wert 6,4–7,5 beträgt, kann Alkyl-Dimethylaminoxid die Viskosität der Verbindung auf 13,5–18 Pa.s erhöhen, während Alkylamidopropyl-Dimethylaminoxid die Viskosität der Verbindung auf bis zu 34–49 Pa.s erhöhen kann. und die Zugabe von Salz zu letzterem verringert die Viskosität nicht.

2.5.5 Sonstiges

In geringer Menge können auch Betaine und Seifen als Verdickungsmittel eingesetzt werden (siehe Tabelle 1). Ihr Verdickungsmechanismus ähnelt dem anderer kleiner Moleküle, und sie alle erzielen den Verdickungseffekt durch Wechselwirkung mit oberflächenaktiven Mizellen. Seifen können zur Verdickung in Stiftkosmetik verwendet werden, und Betain wird hauptsächlich in Tensidwassersystemen verwendet.

2.6 Wasserlöslicher Polymerverdicker

Mit vielen Polymerverdickungsmitteln verdickte Systeme werden vom pH-Wert der Lösung oder der Elektrolytkonzentration nicht beeinflusst. Darüber hinaus benötigen Polymerverdicker eine geringere Menge, um die erforderliche Viskosität zu erreichen. Beispielsweise benötigt ein Produkt einen Tensidverdicker wie Kokosöldiethanolamid mit einem Massenanteil von 3,0 %. Um den gleichen Effekt zu erzielen, reichen nur 0,5 % der Fasern aus reinem Polymer aus. Die meisten wasserlöslichen Polymerverbindungen werden in der Kosmetikindustrie nicht nur als Verdickungsmittel, sondern auch als Suspensionsmittel, Dispergiermittel und Stylingmittel eingesetzt.

2.6.1 Celluloseether

Celluloseether ist ein sehr wirksames Verdickungsmittel in wasserbasierten Systemen und wird häufig in verschiedenen Bereichen der Kosmetik eingesetzt. Cellulose ist eine natürliche organische Substanz, die wiederholte Glucosideinheiten enthält, und jede Glucosideinheit enthält 3 Hydroxylgruppen, durch die verschiedene Derivate gebildet werden können. Zelluloseverdicker verdicken sich durch hydratationsquellende lange Ketten, und das mit Zellulose verdickte System weist eine offensichtliche pseudoplastische rheologische Morphologie auf. Der allgemeine Massenanteil der Nutzung liegt bei etwa 1 %.

2.6.2 Polyacrylsäure

Es ist 40 Jahre her, dass Coodrich 1953 Carbomer934 auf den Markt brachte, und jetzt gibt es mehr Auswahlmöglichkeiten für diese Verdickungsmittelserie (siehe Tabelle 1). Es gibt zwei Verdickungsmechanismen von Polyacrylsäure-Verdickungsmitteln, nämlich die Neutralisationsverdickung und die Wasserstoffbrückenbindungsverdickung. Bei der Neutralisierung und Verdickung wird das saure Polyacrylsäure-Verdickungsmittel neutralisiert, um seine Moleküle zu ionisieren und negative Ladungen entlang der Hauptkette des Polymers zu erzeugen. Durch die Abstoßung zwischen gleichgeschlechtlichen Ladungen richten sich die Moleküle auf und öffnen sich zu einem Netzwerk. Die Struktur erzielt den verdickenden Effekt; Bei der Wasserstoffbindungsverdickung wird das Polyacrylsäure-Verdickungsmittel zunächst mit Wasser kombiniert, um ein Hydratmolekül zu bilden, und dann mit einem Hydroxyldonor mit einem Massenanteil von 10 % bis 20 % (z. B. mit 5 oder mehr Ethoxygruppen) nichtionisch kombiniert Tenside) werden kombiniert, um die lockigen Moleküle im wässrigen System zu entwirren und eine Netzwerkstruktur zu bilden, um einen Verdickungseffekt zu erzielen. Unterschiedliche pH-Werte, unterschiedliche Neutralisatoren und das Vorhandensein löslicher Salze haben großen Einfluss auf die Viskosität des Verdickungssystems. Bei einem pH-Wert unter 5 steigt die Viskosität mit steigendem pH-Wert; Bei einem pH-Wert von 5-10 bleibt die Viskosität nahezu unverändert; Mit steigendem pH-Wert nimmt die Verdickungseffizienz jedoch wieder ab. Einwertige Ionen verringern nur die Verdickungseffizienz des Systems, während zwei- oder dreiwertige Ionen nicht nur das System verdünnen, sondern bei ausreichendem Gehalt auch unlösliche Niederschläge erzeugen können.

2.6.3 Naturkautschuk und seine modifizierten Produkte

Naturkautschuk besteht hauptsächlich aus Kollagen und Polysacchariden, aber Naturkautschuk, der als Verdickungsmittel verwendet wird, besteht hauptsächlich aus Polysacchariden (siehe Tabelle 1). Der Verdickungsmechanismus besteht darin, durch die Wechselwirkung von drei Hydroxylgruppen in der Polysaccharideinheit mit Wassermolekülen eine dreidimensionale Hydratationsnetzwerkstruktur zu bilden, um so den Verdickungseffekt zu erzielen. Die rheologischen Formen ihrer wässrigen Lösungen sind meist nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, aber die rheologischen Eigenschaften einiger verdünnter Lösungen ähneln denen von Newtonschen Flüssigkeiten. Ihre verdickende Wirkung hängt im Allgemeinen vom pH-Wert, der Temperatur, der Konzentration und der Anwesenheit anderer gelöster Stoffe im System ab. Dies ist ein sehr wirksames Verdickungsmittel und die allgemeine Dosierung beträgt 0,1 % bis 1,0 %.

2.6.4 Anorganische Polymere und ihre modifizierten Produkte

Anorganische Polymerverdicker weisen im Allgemeinen einen dreischichtigen Schichtaufbau oder eine ausgedehnte Gitterstruktur auf. Die beiden kommerziell nützlichsten Typen sind Montmorillonit und Hectorit. Der Verdickungsmechanismus besteht darin, dass beim Dispergieren des anorganischen Polymers in Wasser die darin enthaltenen Metallionen aus dem Wafer diffundieren, mit fortschreitender Hydratation aufquellen und schließlich die lamellaren Kristalle vollständig getrennt werden, was zur Bildung einer anionischen lamellaren Lamellenstruktur führt Kristalle. und Metallionen in einer transparenten kolloidalen Suspension. In diesem Fall hat die Lamelle eine negative Oberflächenladung und ihre Ecken sind aufgrund von Gitterbruchebenen geladen.