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表面活性剂结构对温和性的影响

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由于目前尚缺少统广的法定方法评价表面活性剂的刺激性,因此很难排出各种具体品种温和性的大小顺序,只能指出表面活性剂结构对温和性影响的一般规律。  
(1)分子大小  
 一些表面活性剂zeintest结果,按照刺激性从高到低的顺序排列:  
1、十二烷基苯磺酸钠盐   
2、月桂醇硫酸钠盐  
3、C12C18醇硫酸酯钠盐  
4、仲烷基磺酸盐  
5、月桂醇硫酸酯单乙醇胺盐  
6、月桂醇硫酸酯铵盐  
7、月桂醇硫酸酯三乙醇胺盐  
8、月桂醇醚硫酸酯钠盐  
9、月桂醇醚
(2)硫酸酯铵盐  
10、月桂醇醚(2)硫酸酯三乙醇胺盐  
11、十二/十四醇醚(3)硫酸酯钠盐  
12、月桂醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐   
13、特制月桂/油醇醚硫酸钠/镁混合物  
14、月桂醇醚硫酸镁盐   
15、酰胺醚硫酸盐  
16、月桂酰基多缩肽钾盐
小分子表面活性剂容易造成经皮渗透,对皮肤刺激性大;而大分子表面活性剂不易发生本身经皮渗透问题,且由于大分子二级、三级结构的影响,极性基团及疏水支链均不易与皮肤或毛发发生直接、强烈的作用,因而比较温和。目前化妆品和个人卫生用品中所用的表面活性剂、乳化剂有向大分子、高分子化方向发展的趋势,或对天然高分子进行改性,如采用淀粉、多肽、水解纤维素、树胶的改性物,或采用合成高分子,如用聚酰胺或聚丙烯酸作化妆品乳液的乳化剂和增稠剂,收到了高效、低刺激、具温和性的效果。
(2)疏水基链长一般认为疏水基链越长,分支化程度越小,表面活性剂对人体越温和,这一点已经得到众多事实证明。但目前也发现存在例外,如P&G开发AGS(烷基甘油醚磺酸盐)时发现,并不是长链烷基的衍生物,而是八碳烷基的衍生物刺激性最低,起泡性亦好。
(3)分子内引入PEG基团  PEG型非离子表面活性剂无论在对皮肤粘膜或眼粘膜的刺激性方面都表现得比阴、阳离子型表面活性剂的低。增大分子中PEG长度,刺激性会进一步降低,既使是在离子型表面活性剂中引入PEG链,形成所谓掺合型(hybrid)表面活性剂,也会增大分子的温和性,SDS中引入PEG键形成AES便是一个很好的例证。分子中引入甘油或其它多元醇也会收到与引入PEG链相同的结果。
(4)表面活性剂结构与皮肤的相似性  本身结构比较复杂,与皮肤结构具有一定相似性或相近性的表面活性剂对皮肤比较温和。因此目前化妆品和个人卫生用品中新开发的一些温和型表面活性剂都具有比较复杂的结构,不再是长链烷基与亲水基的简单结合体,而是多分子缩合物型。如Witco推出SBCS(Disodium PEG-5 Laurylcitrate Sulfosuccinate),将柠檬酸酯与磺基琥珀酸酯的结构合二为一,据称具有很低的皮肤刺激性和很好的应用性能。此外,分子中引入酰胺键或引入水解蛋白、氨基酸结构等,增加了表面活性剂分子与皮肤组织的相似性,亦有助于增加表面活性剂的温和性,如改性皂AM(N-酰基甲基牛黄酸钠)、酰基丙基甜菜碱、油酰多肽等。如将醇醚磺基琥珀酸酯钠盐改成醇酰胺磺基琥珀酸酯钠盐,其对皮肤和眼睛粘膜的刺激性均小于前者,且两者都比AES低。急性毒性试验表明LD50由前者的12000mg/kg提高到约20000mg/kg。酰基β-丙氨酸的钾盐或铵盐,水溶性很好,又具有羧酸根的柔和结构,作为香波配料使用时,与水中的钙、镁离子形成的钙、镁改性皂,能在头发周围形成润滑性好的层状晶体,使头发得到温和调理和保护,不会产生一般皂垢带来的僵硬、发涩感。
  (5)离子基团的极性  离子基团的极性愈小,对皮肤、毛发愈温和。在SDS结构中引入PEG基团形成的AES已大大降低了对皮肤、毛发的脱脂力;如果进一步将磺酸根改变为羧酸根,形成ECH(烷基醚醋酸盐),则形成更温和的一类表面活性剂乳化剂。更换离子化基团的反离子种类,即改变离子基团在水溶液中的离子化度也有助于改变表面活性剂分子的温和性。如将AES中的钠离子改变为铵离子,有助于减小分子的离子化度,因而AES铵盐的温和性增大,可作为香波和浴波的主表面活性剂。如将AES中钠离子改变为镁等二价离子,则可大大增加头发洗涤后的平滑性和柔和性。少量脂肪酸钙、镁皂与大量钠皂混合,可赋予皮肤浴后的光滑、洁净、爽快感,这是强亲水性基团磺酸根、硫酸根所不具备的。

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