Focus on Cellulose ethers

Samenvatting van veelgebruikte verdikkingsmiddelen

Verdikkingsmiddelen vormen de skeletstructuur en de kern van verschillende cosmetische formuleringen en zijn cruciaal voor het uiterlijk, de reologische eigenschappen, de stabiliteit en het huidgevoel van producten. Selecteer veelgebruikte en representatieve verdikkingsmiddelen van verschillende typen, bereid ze voor in waterige oplossingen met verschillende concentraties, test hun fysische en chemische eigenschappen zoals viscositeit en pH, en gebruik kwantitatieve beschrijvende analyse om hun uiterlijk, transparantie en meerdere huid- en huideigenschappen te evalueren tijdens en na gebruik. Er werden sensorische tests uitgevoerd op basis van sensorische indicatoren, en de literatuur werd doorzocht om verschillende soorten verdikkingsmiddelen samen te vatten en samen te vatten, die een bepaalde referentie zouden kunnen bieden voor het ontwerpen van cosmetische formules.

1. Beschrijving van verdikkingsmiddel

Er zijn veel stoffen die als verdikkingsmiddel kunnen worden gebruikt. Vanuit het perspectief van het relatieve molecuulgewicht zijn er laagmoleculaire verdikkingsmiddelen en hoogmoleculaire verdikkingsmiddelen; vanuit het perspectief van functionele groepen zijn er elektrolyten, alcoholen, amiden, carbonzuren en esters, enz. Wacht. Verdikkingsmiddelen worden geclassificeerd volgens de classificatiemethode van cosmetische grondstoffen.

1. Verdikkingsmiddel met laag molecuulgewicht

1.1.1 Anorganische zouten

Het systeem dat anorganisch zout als verdikkingsmiddel gebruikt, is over het algemeen een waterig oplossingssysteem met oppervlakteactieve stoffen. Het meest gebruikte anorganische zoutverdikkingsmiddel is natriumchloride, dat een duidelijk verdikkend effect heeft. Oppervlakteactieve stoffen vormen micellen in een waterige oplossing, en de aanwezigheid van elektrolyten verhoogt het aantal associaties van micellen, wat leidt tot de transformatie van bolvormige micellen in staafvormige micellen, waardoor de weerstand tegen beweging toeneemt en daarmee de viscositeit van het systeem toeneemt. Wanneer het elektrolyt echter te hoog is, zal dit de micellaire structuur aantasten, de bewegingsweerstand verminderen en de viscositeit van het systeem verminderen, wat het zogenaamde “uitzouten” is. Daarom is de toegevoegde hoeveelheid elektrolyt over het algemeen 1-2 massa%, en het werkt samen met andere soorten verdikkingsmiddelen om het systeem stabieler te maken.

1.1.2 Vetalcoholen, vetzuren

Vetalcoholen en vetzuren zijn polaire organische stoffen. Sommige artikelen beschouwen ze als niet-ionische oppervlakteactieve stoffen omdat ze zowel lipofiele als hydrofiele groepen hebben. Het bestaan ​​van een kleine hoeveelheid van dergelijke organische stoffen heeft een aanzienlijke invloed op de oppervlaktespanning, omc en andere eigenschappen van de oppervlakteactieve stof, en de omvang van het effect neemt toe met de lengte van de koolstofketen, doorgaans in een lineair verband. Het werkingsprincipe is dat vetalcoholen en vetzuren oppervlakteactieve micellen kunnen invoegen (samenvoegen) om de vorming van micellen te bevorderen. Het effect van waterstofbinding tussen de polaire koppen zorgt ervoor dat de twee moleculen dicht op het oppervlak zijn gerangschikt, waardoor de eigenschappen van de oppervlakteactieve micellen aanzienlijk veranderen en het effect van verdikking wordt bereikt.

2. Classificatie van verdikkingsmiddelen

2.1 Niet-ionische SAA 

2.1.1 Anorganisch zout

Natriumchloride, kaliumchloride, ammoniumchloride, monoethanolaminechloride, diethanolaminechloride, natriumsulfaat, natriumfosfaat, dinatriumfosfaat en pentanatriumtrifosfaat, enz.

2.1.2 Vetalcoholen en vetzuren

Laurylalcohol, myristylalcohol, C12-15 alcohol, C12-16 alcohol, decylalcohol, hexylalcohol, octylalcohol, cetylalcohol, stearylalcohol, behenylalcohol, laurinezuur, C18-36 zuur, linolzuur, linoleenzuur, myristinezuur , stearinezuur, beheenzuur, enz.

2.1.3 Alkanolamiden

Coco Diethanolamide, Coco Monoethanolamide, Coco Monoisopropanolamide, Cocamide, Lauroyl-Linoleoyl Diethanolamide, Lauroyl-Myristoyl Diethanolamide, Isostearyl Diethanolamide, Linolzuur Diethanolamide, Kardemom Diethanolamide, Kardemom Monoethanolamide, Olie Diethanolamide, Palm Monoethanolamide, Ricinusolie Monoethanolamide, Sesam Diethanolamide, Soja Diethanolamide, Stearyl Diethanolamide, stearinemonoethanolamide, stearylmonoethanolamidestearaat, stearamide, talkmonoethanolamide, tarwekiemdiethanolamide, PEG (polyethyleenglycol) -3 lauramide, PEG-4 oleamide, PEG-50 talgamide enz.

2.1.4 Etheren

Cetylpolyoxyethyleen (3) ether, isocetylpolyoxyethyleen (10) ether, laurylpolyoxyethyleen (3) ether, laurylpolyoxyethyleen (10) ether, Poloxameer-n (geëthoxyleerde polyoxypropyleenether) (n=105, 124, 185, 237, 238, 338 , 407), enz.

2.1.5 Esters

PEG-80 glyceryltallow-ester, PEC-8PPG (polypropyleenglycol)-3-diisostearaat, PEG-200 gehydrogeneerd glycerylpalmitaat, PEG-n (n=6, 8, 12) Bijenwas, PEG-4-isostearaat, PEG-n (n= 3, 4, 8, 150) distearaat, PEG-18 glyceryloleaat/cocoate, PEG-8 dioleaat, PEG-200 glycerylstearaat, PEG-n (n=28, 200) glyceryl sheaboter, PEG-7 gehydrogeneerde ricinusolie, PEG-40 Jojoba-olie, PEG-2 Lauraat, PEG-120 Methylglucosedioleaat, PEG-150 pentaerythritolstearaat, PEG-55 propyleenglycololeaat, PEG-160 sorbitantriisostearaat, PEG-n (n=8, 75, 100) Stearaat , PEG-150/Decyl/SMDI-copolymeer (polyethyleenglycol-150/decyl/methacrylaatcopolymeer), PEG-150/stearyl/SMDI-copolymeer, PEG-90. Isostearaat, PEG-8PPG-3 dilauraat, cetylmyristaat, cetylpalmitaat, C18 -36 Ethyleenglycolzuur, pentaerythritolstearaat, pentaerythritolbehenaat, propyleenglycolstearaat, behenylester, cetylester, glyceryltribehenaat, glyceryltrihydroxystearaat, enz.

2.1.6 Amineoxide

Myristylamineoxide, isostearylaminopropylamineoxide, kokosolieaminopropylamineoxide, tarwekiemaminopropylamineoxide, sojaaminopropylamineoxide, PEG-3 laurylamineoxide, enz.

2.2 Geslacht SAO

Cetyl-betaïne, Coco-aminosulfobetaïne, enz.

2.3 Anionische SAA

Kaliumoleaat, kaliumstearaat, enz.

2.4 In water oplosbare polymeren

2.4.1 Cellulose

Cellulose, cellulosegom, carboxymethylhydroxyethylcellulose, cetylhydroxyethylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, formazanbasiscellulose, carboxymethylcellulose, enz.

2.4.2 Polyoxyethyleen

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

2.4.3 Polyacrylzuur

Acrylaten/C10-30 Alkylacrylaat kruispolymeer, Acrylaten/Cetyl Ethoxy(20) Itaconaat Copolymeer, Acrylaten/Cetyl Ethoxy(20) Methyl Acrylaten Copolymeer, Acrylaten/Tetradecyl Ethoxy(25) Acrylaat Copolymeer, Acrylaten/Octadecyl Ethoxyl(20) Itaconaat Copolymeer, Acrylaten/Octadecaan Ethoxy(20) Methacrylaat Copolymeer, Acrylaat/Ocaryl Ethoxy(50) Acrylaat Copolymeer, Acrylaat/VA Crosspolymeer, PAA (Polyacrylzuur), Natriumacrylaat/Vinylisodecanoaat verknoopt polymeer, Carbomeer (polyacrylzuur) en zijn natriumzout, enz. . 

2.4.4 Natuurrubber en zijn gemodificeerde producten

Alginezuur en zijn (ammonium, calcium, kalium) zouten, pectine, natriumhyaluronaat, guargom, kationische guargom, hydroxypropylguargom, tragacanthgom, carrageen en zijn (calcium, natrium) zout, xanthaangom, sclerotinegom, enz.

2.4.5 Anorganische polymeren en hun gemodificeerde producten

Magnesiumaluminiumsilicaat, silica, natriummagnesiumsilicaat, gehydrateerde silica, montmorilloniet, natriumlithiummagnesiumsilicaat, hectoriet, stearylammoniummontmorilloniet, stearylammoniumhectoriet, quaternair ammoniumzout -90 montmorilloniet, quaternair ammonium -18 montmorilloniet, quaternair ammonium -18 hectoriet, enz. .

2.4.6 Overige

PVM/MA-decadieen-crosspolymeer (verknoopt polymeer van polyvinylmethylether/methylacrylaat en decadieen), PVP (polyvinylpyrrolidon), enz.

2.5 Oppervlakteactieve stoffen 

2.5.1 Alkanolamiden

De meest gebruikte is kokosdiethanolamide. Alkanolamiden zijn compatibel met elektrolyten voor verdikking en geven de beste resultaten. Alkanolamiden

Het verdikkingsmechanisme is de interactie met anionische oppervlakteactieve micellen om een ​​niet-Newtoniaanse vloeistof te vormen. Verschillende alkanolamiden hebben grote verschillen in prestatie, en hun effecten zijn ook verschillend als ze alleen of in combinatie worden gebruikt. Sommige artikelen rapporteren de verdikkende en schuimende eigenschappen van verschillende alkanolamiden. Onlangs is gemeld dat alkanolamiden het potentiële gevaar hebben kankerverwekkende nitrosaminen te produceren wanneer ze in cosmetica worden verwerkt. Tot de onzuiverheden van alkanolamiden behoren vrije aminen, die potentiële bronnen van nitrosaminen zijn. Er is momenteel geen officieel advies van de sector voor persoonlijke verzorging over het al dan niet verbieden van alkanolamiden in cosmetica.

2.5.2 Etheren

In de formulering met vetalcoholpolyoxyethyleenethersulfaat (AES) als belangrijkste werkzame stof kunnen in het algemeen alleen anorganische zouten worden gebruikt om de juiste viscositeit aan te passen. Studies hebben aangetoond dat dit te wijten is aan de aanwezigheid van ongesulfateerde vetalcoholethoxylaten in AES, die aanzienlijk bijdragen aan de verdikking van de oplossing van oppervlakteactieve stoffen. Uit diepgaand onderzoek is gebleken dat: de gemiddelde ethoxyleringsgraad ongeveer 3EO of 10EO bedraagt ​​om de beste rol te spelen. Bovendien heeft het verdikkende effect van vetalcoholethoxylaten veel te maken met de verspreidingsbreedte van niet-gereageerde alcoholen en homologen in hun producten. Wanneer de verdeling van homologen breder is, is het verdikkingseffect van het product slecht, en hoe smaller de verdeling van homologen, hoe groter het verdikkingseffect kan worden verkregen.

2.5.3 Esters

De meest gebruikte verdikkingsmiddelen zijn esters. Onlangs zijn PEG-8PPG-3 diisostearaat, PEG-90 diisostearaat en PEG-8PPG-3 dilauraat in het buitenland gerapporteerd. Dit soort verdikkingsmiddel behoort tot het niet-ionische verdikkingsmiddel, voornamelijk gebruikt in waterige oplossingsystemen voor oppervlakteactieve stoffen. Deze verdikkingsmiddelen worden niet gemakkelijk gehydrolyseerd en hebben een stabiele viscositeit over een breed pH- en temperatuurbereik. Momenteel is het meest gebruikte distearaat PEG-150. De esters die als verdikkingsmiddelen worden gebruikt, hebben over het algemeen relatief grote molecuulgewichten, dus ze hebben enkele eigenschappen van polymeerverbindingen. Het verdikkingsmechanisme is het gevolg van de vorming van een driedimensionaal hydratatienetwerk in de waterfase, waarbij micellen van oppervlakteactieve stoffen zijn opgenomen. Dergelijke verbindingen werken als verzachtende middelen en vochtinbrengende middelen naast hun gebruik als verdikkingsmiddelen in cosmetica.

2.5.4 Amineoxiden

Amineoxide is een soort polaire niet-ionische oppervlakteactieve stof, die wordt gekenmerkt door: in waterige oplossing vertoont het, vanwege het verschil in de pH-waarde van de oplossing, niet-ionische eigenschappen en kan het ook sterke ionische eigenschappen vertonen. Onder neutrale of alkalische omstandigheden, dat wil zeggen wanneer de pH groter is dan of gelijk is aan 7, komt amineoxide voor als een niet-geïoniseerd hydraat in een waterige oplossing, dat niet-ioniciteit vertoont. In zure oplossing vertoont het een zwakke kationiciteit. Wanneer de pH van de oplossing lager is dan 3, is de kationiciteit van amineoxide bijzonder duidelijk, zodat het onder verschillende omstandigheden goed kan werken met kationische, anionische, niet-ionische en zwitterionische oppervlakteactieve stoffen. Goede compatibiliteit en synergetisch effect. Amineoxide is een effectief verdikkingsmiddel. Wanneer de pH 6,4-7,5 is, kan alkyldimethylamineoxide de viscositeit van de verbinding 13,5Pa.s-18Pa.s laten bereiken, terwijl alkylamidopropyldimethyloxide-aminen de viscositeit van de verbinding tot 34Pa.s-49Pa.s kunnen maken. en het toevoegen van zout aan laatstgenoemde zal de viscositeit niet verminderen.

2.5.5 Overige

Een klein aantal betaïnes en zepen kunnen ook als verdikkingsmiddel worden gebruikt (zie Tabel 1). Hun verdikkingsmechanisme is vergelijkbaar met dat van andere kleine moleculen, en ze bereiken allemaal het verdikkingseffect door interactie met oppervlakteactieve micellen. Zepen kunnen worden gebruikt voor verdikking in stickcosmetica, en betaïne wordt voornamelijk gebruikt in watersystemen met oppervlakteactieve stoffen.

2.6 In water oplosbaar polymeerverdikkingsmiddel

Systemen die zijn verdikt met veel polymere verdikkingsmiddelen worden niet beïnvloed door de pH van de oplossing of de elektrolytconcentratie. Bovendien hebben polymeerverdikkingsmiddelen minder hoeveelheid nodig om de vereiste viscositeit te bereiken. Voor een product is bijvoorbeeld een oppervlakteactief verdikkingsmiddel nodig, zoals kokosolie-diethanolamide met een massafractie van 3,0%. Om hetzelfde effect te bereiken is slechts 0,5% puur polymeer vezel voldoende. De meeste wateroplosbare polymeerverbindingen worden niet alleen gebruikt als verdikkingsmiddel in de cosmetische industrie, maar ook als suspendeermiddel, dispergeermiddel en stylingmiddel.

2.6.1 Cellulose-ether

Cellulose-ether is een zeer effectief verdikkingsmiddel in systemen op waterbasis en wordt veel gebruikt in verschillende cosmetische gebieden. Cellulose is een natuurlijke organische stof, die herhaalde glucoside-eenheden bevat, en elke glucoside-eenheid bevat 3 hydroxylgroepen, waardoor verschillende derivaten kunnen worden gevormd. Celluloseverdikkingsmiddelen worden dikker door middel van door hydratatie zwellende lange ketens, en het door cellulose verdikte systeem vertoont een duidelijke pseudoplastische reologische morfologie. De algemene massafractie van het gebruik bedraagt ​​ongeveer 1%.

2.6.2 Polyacrylzuur

Het is veertig jaar geleden dat Coodrich Carbomer934 in 1953 op de markt bracht, en nu is er meer keuze voor deze serie verdikkingsmiddelen (zie Tabel 1). Er zijn twee verdikkingsmechanismen van polyacrylzuurverdikkingsmiddelen, namelijk neutralisatieverdikking en verdikking door waterstofbruggen. Neutralisatie en verdikking is het neutraliseren van het zure polyacrylzuurverdikkingsmiddel om de moleculen ervan te ioniseren en negatieve ladingen langs de hoofdketen van het polymeer te genereren. De afstoting tussen ladingen van hetzelfde geslacht zorgt ervoor dat de moleculen zich rechttrekken en opengaan om een ​​netwerk te vormen. De structuur bereikt het verdikkende effect; waterstofbindende verdikking is dat het polyacrylzuurverdikkingsmiddel eerst wordt gecombineerd met water om een ​​hydratatiemolecuul te vormen, en vervolgens wordt gecombineerd met een hydroxyldonor met een massafractie van 10% -20% (zoals met 5 of meer ethoxygroepen). oppervlakteactieve stoffen) gecombineerd om de gekrulde moleculen in het waterige systeem te ontwarren om een ​​netwerkstructuur te vormen om een ​​verdikkend effect te bereiken. Verschillende pH-waarden, verschillende neutralisatoren en de aanwezigheid van oplosbare zouten hebben een grote invloed op de viscositeit van het verdikkingssysteem. Wanneer de pH-waarde lager is dan 5, neemt de viscositeit toe met de toename van de pH-waarde; wanneer de pH-waarde 5-10 is, is de viscositeit vrijwel onveranderd; maar naarmate de pH-waarde blijft stijgen, zal de verdikkingsefficiëntie weer afnemen. Eenwaardige ionen verminderen alleen de verdikkingsefficiëntie van het systeem, terwijl tweewaardige of driewaardige ionen niet alleen het systeem kunnen verdunnen, maar ook onoplosbare neerslagen kunnen produceren als de inhoud voldoende is.

2.6.3 Natuurrubber en zijn gemodificeerde producten

Natuurlijk rubber omvat voornamelijk collageen en polysachariden, maar natuurlijke gom die als verdikkingsmiddel wordt gebruikt, bestaat voornamelijk uit polysachariden (zie Tabel 1). Het verdikkingsmechanisme bestaat uit het vormen van een driedimensionale hydratatienetwerkstructuur door de interactie van drie hydroxylgroepen in de polysacharide-eenheid met watermoleculen, om zo het verdikkingseffect te bereiken. De reologische vormen van hun waterige oplossingen zijn meestal niet-Newtoniaanse vloeistoffen, maar de reologische eigenschappen van sommige verdunde oplossingen liggen dicht bij Newtoniaanse vloeistoffen. Hun verdikkende effect houdt doorgaans verband met de pH-waarde, temperatuur, concentratie en de aanwezigheid van andere opgeloste stoffen in het systeem. Dit is een zeer effectief verdikkingsmiddel en de algemene dosering is 0,1% -1,0%.

2.6.4 Anorganische polymeren en hun gemodificeerde producten

Anorganische polymeerverdikkingsmiddelen hebben doorgaans een drielaagse gelaagde structuur of een geëxpandeerde roosterstructuur. De twee commercieel meest bruikbare soorten zijn montmorilloniet en hectoriet. Het verdikkingsmechanisme is dat wanneer het anorganische polymeer in water wordt gedispergeerd, de metaalionen daarin uit de wafel diffunderen, naarmate de hydratatie voortschrijdt, deze opzwelt en uiteindelijk de lamellaire kristallen volledig worden gescheiden, wat resulteert in de vorming van een anionische lamellaire structuur. kristallen. en metaalionen in een transparante colloïdale suspensie. In dit geval heeft de lamel een negatieve oppervlaktelading en zijn de hoeken geladen als gevolg van roosterbreukvlakken.


Posttijd: 26 december 2022
WhatsApp Onlinechat!