PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在洗护发产品中的应用研究.pdf

Company corner公司专栏78Vol.46 No.9 Sep.2023随着生产和经济的快速发展，消费者对发用产品的高层次需求越来越多，而洗护产品的调理功效一直是人们关注的焦点1。消费者对于洗护发各个阶段（从泡沫、揉搓、冲洗、湿发到干发）的体验都非常关注2，如在涂抹起泡阶段，消费者关注泡沫的丰富度和绵密性；在冲洗阶段，消费者关注头发的顺滑度、柔软度和梳理性等3。为了使消费者在整个洗护发阶段拥有良好的体验感，在技术层面有着很大的挑战，其中表面活性剂、调理剂等的选择至关重要。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20（PPG-5-CETETH-20）是一种含有亲水链和亲脂链的非离子表面活性剂，能够稳定形成不同的纳米结构体系，包括微乳液和几种液晶中间相，如层状、六方和立方相4-7。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20是一款多功能的表面活性物质，为需要透明的产品提供优异的调理性能和增溶性能。本文选用一款洗发水，分别使用不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20作为调理剂，通过动态泡沫仪观察泡沫的高度和结构变化，运用动态梳理仪测试其在静态、动态湿发/干发状态下的梳理性，另外，运用感官评估来分析其对头发的调理性能。通过多个维度对PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20评估，以确定PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在洗护发产品中的性能表现。1 实验部分1.1 原料与仪器Sensotain EP 6205（PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20）、Hostapon SCI 85 GC（椰油酰羟乙磺酸酯钠）、Genagen CAB LF（椰油酰胺丙基甜菜碱）、Genagen CME（椰油酰胺MEA）、Genamin PQ7 C-PF（聚季铵盐-7）、Nipaguard EHP（苯氧乙醇，乙基己基甘油），科莱恩化工（中国）有限公司；月桂醇聚醚硫酸酯钠，巴斯夫有限公司；聚季铵盐-10，陶氏化学公司；EDTA二钠，阿克苏诺贝尔公司；甘油、氯化钠、柠檬酸、柠檬酸钠，国药集团化学试剂有限公司。DFA100动态泡沫分析仪，德国KRUSS公司；动态梳理仪SK-7A，日本Techno hashimoto有限公司；IKA RW20搅拌器，德国IKA公司；ME2002E分析天平，梅特勒-托利多；DVIMRV粘度计，美国Broolfield公司；HWS-24恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；LC-213鼓风干燥箱，上海埃斯佩克环境设备有限公司；冰箱，BOSCH；METYLER S210-B pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。1.2 实验方法1.2.1 样品制备在制备样品之前，将所用到的搅拌桨、烧杯等彻底消PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在洗护发产品中的应用研究陈冬芝，李真真，许明力（科莱恩化工科技（上海）有限公司，上海 200335）摘 要：对PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在洗护发产品中的性能进行研究。研究表明，PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以提高头发的梳理性、柔软度和顺滑度；可改善泡沫的稳定性和绵密性，同时对产品的透明度没有影响。关键词：PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20；梳理性；柔软度；多功能中图分类号：TQ423 文献标识码：A 文章编号：1006-7264（2023）09-078-05DOI：10.3969/j.issn.1006-7264.2023.09.014收稿日期：2023-04-16作者简介：陈冬芝（1986-），女，高级技术服务工程师，硕士，电话：[phone]，E-mail：。通讯作者：许明力，技术经理，硕士，电话：[phone]，E-mail：。Company corner公司专栏79第46卷2023年第9期毒清洁。根据表1所示配方制备洗发水。配制工艺为：将A相在7580 水浴下搅拌溶解完全；B相搅拌溶胀完全，加入A相中搅拌均匀；降温至45 以下，依次加入C相，搅拌30 min，静置冷却至室温。1.2.2 稳定性测试高、低温稳定性测试：将制得样品倒入透明瓶至80%高度（平行样3个），将样品分别置于高温（501）和低温（41）恒温箱，连续放置4周，取出恢复室温（255），观察样品是否出现不透明、分层、絮凝等异常现象。高低温循环稳定性测试：将制得样品倒入透明瓶至80%高度（平行样3个），将样品置于（-15-20）放置24 h后，取出立即置于（452）放置24 h为1次循环，以此方式进行4次高低温循环，然后取出恢复室温（251）进行外观评价，观察样品是否出现不透明、分层、絮凝等异常现象。1.2.3 泡沫性能测试泡沫性能采用DFA100动态泡沫分析仪评估，包括泡沫高度、泡沫稳定性及泡沫结构分析。首先，用去离子水将洗发水配制成质量分数为5%的溶液，然后用注射器吸取50 mL测试样品溶液至量筒中。将固定量筒的底座支架插入仪器中，进行泡沫性能测试。参数设置：温度：（221）；转速：3 000 r/min；起泡时间：搅拌3 s停3 s，持续30个周期；测试时间：15 min。1.2.4 梳理性能测试梳理性能采用动态梳理仪SK-7A评估，包括起泡阶段、冲洗阶段、湿梳阶段和干发阶段。将发束固定在仪器上，冲洗15 s，梳理5次；用注射器吸取1.5 mL洗发水，涂抹于发束上，用水将洗发水均匀涂抹于发束两侧，梳理5次；边冲洗边梳理10次；停止冲洗，继续梳理5次；取下发束，置于恒温恒湿间，晾干，然后置于动态梳理仪上，分析干发梳理性。通过软件将测试的数据保存导出。注：每个配方测试所用发束均平行3组，最终测试结果取平均值。表1 洗发水配方Tab.1 Formulasoftheshampoos相组分w/%1234A去离子水至100至100至100至100EDTA 二钠0.10.10.10.1甘油3333月桂醇聚醚硫酸酯钠14141414Hostapon SCI 85 GC3333Genagen CAB LF10101010Genagen CME1.51.51.51.5Sensotain EP 620500.51.01.5B聚季铵盐-100.30.30.30.3水20202020CGenamin PQ7 C-PF1111柠檬酸适量适量适量适量柠檬酸钠适量适量适量适量氯化钠适量适量适量适量Nipaguard EHP1.11.11.11.1Company corner公司专栏80Vol.46 No.9 Sep.20231.2.5 感官评估测试感官评价小组由10名接受过感官评估培训的成员组成，年龄在2535岁。本次感官评估测试共列举了干发的4项评价项目，具体内容分别为梳理性、柔软度、顺滑度和喜好度，具体描述见表2。采用10点计分法，110分；所有感官评估均在恒温恒湿间进行。表3 稳定性测试评估Tab.3 Evaluationofthestabilityoftheformulas表2 评价指标及定义Tab.2 Evaluationindexesanddefinitions评价项目定义描述评价分值梳理性用细齿梳子梳理发束5次的难易程度1（难）10（易），分值越高，越容易梳理柔软度头发弯曲程度的难易程度1（难）10（易），分值越高，越柔软顺滑度手指与头发间的摩擦力大小1（大）10（小），分值越高，越顺滑喜好度对头发的整体喜欢程度的高低 1（低）10（高），分值越高，喜欢程度越大高温稳定性低温稳定性高低温循环稳定性配方1外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常配方2外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常配方3外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常配方4外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常外观透明，料体均一，无明显异常2 结果与讨论2.1 稳定性根据表1配方，考察不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对洗发水的外观透明度和稳定性的影响，其中配方1是未添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的空白组。表3为配方14的稳定性结果。配方14经过高低温测试1个月后，所有配方都是均一透明的，这表明配方中添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对产品的外观透明度没有影响。2.2 泡沫性洗发水中的表面活性剂除了具有清洁作用外，其产生的泡沫在消费者体验过程中起着至关重要的作用，泡沫越丰富，消费者的体验感越好。泡沫是一个两相体系，由被三维水通道分离的气泡组成，其中液体不断排出，气泡之间水膜变薄；表面活性剂浓度及其在空气水界面的扩散速率，对泡沫的稳定性有一定的影响8,9。根据表1配方，考察不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对洗发水泡沫性能影响，其中配方1是未添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的空白组，泡沫高度结果见图1。由图1可知，空白组（配方1）稳定后的泡沫高度为85.9 mm，配方2的泡沫高度为85.6 mm，配方3和4的泡沫高度分别为86.0 mm和87.0 mm。由此可知，不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对洗发水的泡沫高度没有影响。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20通过形成吸附层来稳定空气/水或油/水界面10，因此对洗发水的泡沫高度无影响。Company corner公司专栏81第46卷2023年第9期图1 不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20制备的洗发水泡沫高度Fig.1 FoamheightoftheshampooswithdifferentcontentofPPG-5-CETETH-20泡沫的绵密程度是根据泡沫结构的平均直径大小来判断，泡沫平均直径越小，表明泡沫越绵密。图2为泡沫稳定时的泡沫结构大小照片。由测试结果可知，空白组（配方1）的泡沫平均直径为114.3 m，配方2（PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20：0.5%）的泡沫平均直径为112.3 m，配方3（PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20：1.0%）和配方4（PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20：1.5%）的泡沫平均直径分别为98.6 m和96.7 m。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的加入能够有效提高泡沫的绵密程度。配方4（PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20：1.5%）的泡沫稳定性好，且泡沫最绵密。因此，PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在体系中可以使泡沫更加绵密，这是由PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20结构决定。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以形成层状相，使得表面活性剂产生最小、最稳定的泡沫10,11。图2 不同添加量的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20制备的洗发水的泡沫结构Fig.2 Foammicro-structureoftheshampooswithdifferentcontentofPPG-5-CETETH-202.3 梳理性根据表1配方，考察添加0.5%的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20与未添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对整个洗发阶段梳理性能影响，其中配方1是未添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的空白组，配方2是添加0.5%的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20，梳理性能测试结果见图3。由图3可知，添加0.5%的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以明显改善起泡阶段、冲洗阶段、洗发阶段以及干发阶段的梳理性，即PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以改善洗发过程各个阶段的梳理性。图3 PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对洗发水梳理性能的影响Fig.3 EffectsofPPG-5-CETETH-20onthehair-combingperformanceofshampoos2.4 感官评估根据1.2.5方法获得感官评价小组对4项评价项目的打分情况，考察添加0.5%的PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20与未添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对干发阶段的影响，测试结果见图4。由图4可知，添加PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以明显提高干发阶段的梳理性、柔软度和顺滑度，而且感官评价小组对添加了PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的整体喜好度更高。因此，PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以明显提升洗发水对干发阶段的手感。图4 评估PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对头发干发阶段的性能影响Fig.4 EffectsofPPG-5-CETETH-20ontheperformanceatthedry-hairstage3 结论通过稳定性测试、动态泡沫仪、动态梳理仪以及感官评估，研究了PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20在洗护发产品中的应用特点和优势。结果表明，使用PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20的洗发水对配方1配方3配方2配方4100406080200起泡阶段冲洗阶段0%0.5%相对梳理力/%湿梳阶段干发阶段分值864275310梳理性柔软度顺滑度喜好度0%0.5%泡沫高度/mm100.070.040.010.090.060.030.00.080.050.020.0100.00300.00500.00700.00900.00配方1配方2t/s配方3配方40.00200.00400.00600.00800.00Company corner公司专栏82Vol.46 No.9 Sep.2023产品的外观透明度没有任何影响，高低温稳定性表现优异。PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20对产品的泡沫高度基本无影响，可以改善产品的泡沫稳定性和泡沫绵密性，提升洗发各个阶段的梳理性能，另外可以提高干发阶段的梳理性、顺滑度和柔软度。综上所述，PPG-5-鲸蜡醇聚醚-20可以广泛地应用于洗护发配方中，提升整个洗护发阶段的使用体验感。参考文献：1 LOCHHEAD R.Shampoo and conditioner scienceM.Practical Modern Hair Science,2012:75-115.2 杨建中,蒋静.无硅油头皮护理新时代J.千色美业,2014,6:20-22.3 曾茜,龚盛昭,万岳鹏,等.一种氨基酸型无硅油洗发香波的研制J.香科香精化妆品,2016,5:37-39.4 GUILHERME RODOLFO SOUZA DE ARAUJO,FIVALDA MENDONCA DA CRUZ MACIEIRA,DAYANE XAVIER DE OLIVERIRA,et al.Microemulsions formed by PPG-5-Cetheth-20 at low concentrations for transdermal delivery of nifedipine:structural and in vitro studyJ.Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2022,214:112474.5 HILRIS ROCHA E SILVA,GABRIELA MARIELLI DA LUZ,CINTHIA YUKA SATAKE,et al.Surfactant-based transdermal system for fluconazole skin deliveryJ.Nanomedicine&Nanotechnology,2014,5:5.6 FLAVIA CHIVA CARVALHO,HILRIS ROCHA E SILVA,GABRIELA MARIELLI DA LUZ,et al.Rheological,mechanical and adhesive properties of systems designed as a potential platform for topical drug deliveryJ.Journal of Biomedical Nanotechnology,2012,8:280-289.7 FLAVIA C CARVALHO,MARIANA S BARBI,VICTOR HUGO V SARMENTO,et al.Surfactant systems for nasal zidovudine delivery:structure,rheological and mucoadhesive properties J.Journal of Pharmacy and Pharmacology,2010,62:430-439.8 SU NEE TAN,DANIEL FORNASIERO,ROSSEN SEDEV,et al.The role of surfactant 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was to evaluate the performance of PPG-5-CETETH-20 in shampoos and conditioners.The results showed that,PPG-5-CETETH-20 could improve the combability,softness and smoothness of hair.In additional,it could improve foam stability and fine bubbles therein,without any influence on the transparency of the products.Key words:PPG-5-Ceteth-20;combing;softness;multifunction（本文编辑 杨玉喜）