調(diào)理修護(hù)型洗發(fā)水的制備及其性能研究

周菁 張毅 王韶華 王斌海 王凱 李怡殊 汪彩虹 錢恒玉 尹志剛

摘要：將陰離子表面活性劑月桂醇聚醚硫酸酯鈉（AES）分別與大分子陽(yáng)離子瓜兒膠（C|14S）、陽(yáng)離子聚季銨鹽-10（LR400）和聚季銨鹽-7（M550）進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)絮凝實(shí)驗(yàn)確定AES用量和陽(yáng)離子種類及用量;分別對(duì)硅油乳液E6518，E6550和兩者復(fù)配產(chǎn)物進(jìn)行硅油梳理性測(cè)試，篩選硅油乳液的種類及用量.結(jié)果表明：洗發(fā)水的最佳配方為AES（17.14%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），C|14S（0.2%），LR400（0.2%），硅油乳液E6518（1.5%），硅油乳液E6550（0.5%），椰油酰胺丙基甜菜堿CAB（5%），卡波SF|1（3%），防腐劑適量和去離子水（加至100%）.該洗發(fā)水性能穩(wěn)定，洗發(fā)后頭發(fā)光滑、柔順、易梳理，回彈力增加，可有效解決燙染發(fā)后頭發(fā)枯燥、發(fā)叉等問(wèn)題.

Abstract：The anionic surfactant Sodium laureth sulfate （AES） flocculation experiments were carried out by usingCation guar gum （C|14S），Cation Polyquaternium|10 （LR400），Polyquaternium|7 （M550），respectively，and the content of AES and cation species were determined by these flocculation results.The category of silicone oil （E6518，E6550，E6518 and E6550） was performed by carding test of hair bundles with multifunctional hair instrument （MTT175）.The optimal formula of shampoo was obtained as follows：AES（17.14%），C|14S（0.2%），LR400（0.2%），E6518（1.5%），E6550（0.5%），CAB（1.5%），SF（3%），and deionized water （up to 100%）.Through the carding and friction force test，it was found that shampoo formula was stability，showing greater resilience and stronger hair quality after shampoo.Meanwhile，the hair dryness and fork afterperm and dyeing could be also solved.

調(diào)理修護(hù)型洗發(fā)水的制備及其性能研究

Study on preparation and properties of conditioning and repair shampoo

關(guān)鍵詞：絮凝實(shí)驗(yàn);硅油;梳理性測(cè)試;摩擦力測(cè)試

Key words：flocculation experiment;silicone oil;carding test;friction force test

中圖分類號(hào)：TS973;TQ658.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.008

文章編號(hào)：2096-1553（2019）04-0052-07

0 引言

濃密、烏黑、光亮的頭發(fā)和美觀、大方、整潔的發(fā)型，不僅是一種健康的標(biāo)志，也把人襯托得容光煥發(fā)、美麗多姿.隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們開(kāi)始選擇燙發(fā)、染發(fā)來(lái)為容貌添彩.但燙發(fā)、染發(fā)之后的發(fā)質(zhì)會(huì)變差，這是由于在燙發(fā)、染發(fā)過(guò)程中，頭發(fā)要經(jīng)歷一系列物理、化學(xué)變化，致使頭發(fā)表層的鱗片遭到破壞，內(nèi)部頭發(fā)纖維斷裂，從而導(dǎo)致頭發(fā)角蛋白網(wǎng)絡(luò)破環(huán)，使頭發(fā)從內(nèi)至外都處于無(wú)保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)暴露在環(huán)境中時(shí)，空氣對(duì)流和日光照射都會(huì)使頭發(fā)中的水分和營(yíng)養(yǎng)成分流失，導(dǎo)致發(fā)質(zhì)干枯、沒(méi)有彈性，使頭發(fā)失去光澤[1-3].另外，燙發(fā)、染發(fā)劑均含有堿性成分，對(duì)頭發(fā)表層的毛鱗片有很強(qiáng)的破壞作用，造成毛鱗片脫落、水分流失，粗糙起毛刺[4-7].因此，針對(duì)燙、染受損發(fā)質(zhì)的調(diào)理修護(hù)型洗發(fā)水的研制具有潛在的市場(chǎng)前景.

調(diào)理修護(hù)型洗發(fā)水的主要功能分為清潔和護(hù)理兩部分：陰離子、非離子、兩性表面活性劑具有清潔功效;調(diào)理修護(hù)功能由陽(yáng)離子聚合物、硅油和各種添加物來(lái)實(shí)現(xiàn).在洗發(fā)水配方體系中，陽(yáng)離子聚合物含量相對(duì)較少，處于被陰離子表面活性劑增溶的狀態(tài).洗發(fā)過(guò)程中，洗發(fā)水被稀釋，使陰離子表面活性劑與陽(yáng)離子聚合物發(fā)生解離，進(jìn)而使陽(yáng)離子聚合物表觀電荷降低，發(fā)生相分離，產(chǎn)生絮凝并從體系中析出[8-10].另一方面，硅油是油性、親膚的，具有獨(dú)特的低表面張力，能夠在頭皮上擴(kuò)散而不產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性[11];硅油在頭發(fā)上的沉積量影響著洗發(fā)水的調(diào)理效果，有絮凝作用的陽(yáng)離子聚合物，能促進(jìn)硅油沉積.目前，市售洗發(fā)水的眾多品牌中，主要宣稱其去屑、去油功效，少量洗發(fā)水具有滋養(yǎng)和修復(fù)功效，但缺少燙發(fā)、染發(fā)后調(diào)理修復(fù)型洗發(fā)產(chǎn)品[12].鑒于此，本文擬選擇陰離子表面活性劑與陽(yáng)離子聚合物復(fù)配進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，以確定洗發(fā)水配方中陰離子表面活性劑用量和陽(yáng)離子聚合物的種類與用量，通過(guò)硅油梳理性測(cè)試選擇最優(yōu)的硅油種類，進(jìn)而確定洗發(fā)水的配方，并對(duì)其調(diào)理修護(hù)性能進(jìn)行分析，以期獲得一款針對(duì)燙染后受損發(fā)質(zhì)具有調(diào)理修護(hù)功效的洗發(fā)水，滿足人們對(duì)健康、柔韌、自然秀發(fā)的追求.

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

主要試劑：月桂醇聚醚硫酸酯鈉（AES），湖南麗臣實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn);瓜兒膠（C|14S），索爾維（化工）上海有限公司產(chǎn);聚季銨鹽-10（LR400），陶氏化學(xué)公司產(chǎn);聚季銨鹽-7（M550），路博潤(rùn)特種化工（上海）有限公司產(chǎn);硅油乳液E6518，硅油乳液E6550，埃肯有機(jī)硅（上海）有限公司產(chǎn);卡波（SF|1），路博潤(rùn)特種化工（上海）有限公司產(chǎn);椰油酰胺丙基甜菜堿（CAB），湖南麗臣實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn).以上試劑均為分析純.

主要儀器：JJ-1000Y電子天平，常州瑞品精密儀器有限公司產(chǎn);MTT175多功能頭發(fā)測(cè)試儀，英國(guó)Diastron Limited 公司產(chǎn);SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水真空泵，鞏義市予華儀器有限公司產(chǎn);DHG電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn);SIGMA300掃描電鏡，歐波同有限公司產(chǎn).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 AES與陽(yáng)離子聚合物的絮凝實(shí)驗(yàn)與洗發(fā)水基礎(chǔ)配方的確定

經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，洗發(fā)水中椰油酰胺丙基甜菜堿（CAB）用量為5%（若無(wú)特指，百分?jǐn)?shù)均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)），卡波用量為3%，硅油乳液總量為2%，通過(guò)絮凝實(shí)驗(yàn)確定陰離子表面活性劑AES的用量及陽(yáng)離子聚合物種類和用量.

商品化的AES含量為70%，當(dāng)AES含量分別設(shè)置為10%，12%，14%，16%時(shí)，對(duì)應(yīng)實(shí)際用量分別為14.29%，17.14%，20%，22.86%.C|14S用量為0.1%，0.2%，0.3%;LR400用量為0.3%，0.6%，0.9%;M550用量為1%，2%，3%;C|14S與LR400復(fù)配，質(zhì)量比（gGA6FAg）分別為0.1GA6FA0.2，0.2GA6FA0.2，0.1GA6FA0.4，0.2GA6FA0.4.按照上述比例分別配制其樣品.

取上述樣品10 mL，分別配制V（樣品）GA6FAV（水）為1GA6FA2和1GA6FA10兩個(gè)不同梯度的待測(cè)樣品，攪拌20 min，充分絮凝后抽濾，置于恒溫烘箱 （60 ℃） 中干燥 1 h，稱重并計(jì)算絮凝物的質(zhì)量.

在絮凝實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定洗發(fā)水基礎(chǔ)配方，見(jiàn)表1.

1.2.2 梳理性測(cè)試與洗發(fā)水實(shí)驗(yàn)配方的確定

確定洗發(fā)水基礎(chǔ)配方之后，將3組不同種類硅油乳液和4組不同質(zhì)量比的C|14S與LR400 復(fù)配產(chǎn)物混合，制備12組洗發(fā)水樣品，運(yùn)用梳理性測(cè)試確定12組樣品中最優(yōu)的硅油種類和陽(yáng)離子聚合物復(fù)配質(zhì)量比.

將經(jīng)脫油處理的發(fā)束進(jìn)行干梳測(cè)試后，再用水浸泡進(jìn)行濕梳測(cè)試，待測(cè)試完成后，用由硅油乳液制備的洗發(fā)水樣品對(duì)發(fā)束進(jìn)行硅油梳理性測(cè)試.具體步驟如下：用一組洗發(fā)水樣品分別洗滌3組發(fā)束，首先把頭發(fā)潤(rùn)濕，在發(fā)束上均勻涂抹洗發(fā)水，揉搓1 min，固定水速，沖洗2 min，洗滌結(jié)束后，測(cè)試濕梳摩擦力，用吹風(fēng)機(jī)將發(fā)束吹干，測(cè)試干梳摩擦力.按上述操作方法分別進(jìn)行第二次、第三次洗滌和測(cè)試，取平均值.

在梳理性測(cè)試基礎(chǔ)上確定洗發(fā)水實(shí)驗(yàn)配方，見(jiàn)表2.按照表2配方，制作100 g洗發(fā)水樣品.A相：稱取17.14 g AES和5 g CAB，加入到燒杯中，加入去離子水適量，攪拌使其溶解.B相：稱取3 g卡波和6 g去離子水，攪拌均勻，將B相緩慢加入到A相中;將通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的C相加入到A，B混合相中，攪拌均勻;加入D相適量防腐劑，攪拌均勻，制得洗發(fā)水樣品.

1.2.3 發(fā)束摩擦力測(cè)試與發(fā)絲形貌表征

將發(fā)束固定在測(cè)試平臺(tái)上，使其處于緊繃狀態(tài)，利用頭發(fā)多功能測(cè)試儀對(duì)發(fā)束進(jìn)行摩擦力測(cè)試.使用掃描電鏡對(duì)發(fā)絲表面的形貌進(jìn)行表征.

2 結(jié)果與討論

2.1 AES與陽(yáng)離子聚合物絮凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

AES與陽(yáng)離子聚合物復(fù)配的絮凝實(shí)驗(yàn)

結(jié)果如圖1—圖4所示.

從圖1可以看出，在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA2的梯度下，隨著AES和C|14S用量的增加，絮凝物質(zhì)量增加基本呈上升趨勢(shì)，且AES用量較低時(shí)，絮凝物質(zhì)量增加趨勢(shì)越明顯，當(dāng)AES用量為14.29 %，C|14S用量為 0.3 g時(shí)，絮凝物質(zhì)量達(dá)到最大值0.053 4 g;在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA10的梯度下，AES用量為14.29 %，17.14 %，20.00%時(shí)，隨著C|14S用量增加，絮凝物的質(zhì)量基本呈上升趨勢(shì)，當(dāng)AES用量為14.29%，C|14S用量為0.3 g時(shí)，絮凝物質(zhì)量達(dá)到最大值0.075 7 g.

從圖2可以看出，在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA2的梯度下，AES用量為20%，LR400用量為0.9 g時(shí)，絮凝物質(zhì)量出現(xiàn)了驟減;在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA10的梯度下，AES用量分別為14.29 %和20 %時(shí)，隨著LR400用量增加，絮凝物質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，當(dāng)AES用量為14.29%，LR400用量為0.9 g時(shí)，絮凝物質(zhì)量達(dá)到最大值0.013 1 g.

從圖3可以看出，在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA2或1GA6FA10梯度時(shí)，AES與M550復(fù)配進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，絮凝物質(zhì)量與陽(yáng)離子濃度的變化沒(méi)有一定規(guī)律，表明絮凝實(shí)驗(yàn)效果不理想.

從圖4可以看出，在V（樣品）GA6FAV（水）=1GA6FA2或1GA6FA10梯度下，隨著AES和混合陽(yáng)離子聚合物用量的增加，絮凝物質(zhì)量變化沒(méi)有固定規(guī)律，但較同等用量下單一陽(yáng)離子的絮凝物質(zhì)量明顯增加，且AES用量為17.14 %時(shí)絮凝效果最好.

因此，開(kāi)發(fā)調(diào)理功效較佳的洗發(fā)水，應(yīng)優(yōu)先選擇陽(yáng)離子之間的復(fù)配，以達(dá)到更好的絮凝效果，從而促進(jìn)有效成分在頭發(fā)表皮的沉積，起到保護(hù)秀發(fā)的作用.

2.2 硅油梳理性測(cè)試結(jié)果

按照實(shí)驗(yàn)配方要求，將A，B兩相混合后，分別加入硅油乳液E6518，E6550，兩者的復(fù)配產(chǎn)物及4個(gè)質(zhì)量比的陽(yáng)離子聚合物，制備洗發(fā)水，然后進(jìn)行梳理性測(cè)試，結(jié)果如圖5—圖7所示.

由圖5可以看出，濕梳情況下，當(dāng)陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.2GA6FA0.2和0.1GA6FA0.4時(shí)，洗前洗后梳理力差值為負(fù)數(shù)，說(shuō)明洗前濕梳阻力小于洗后濕梳阻力;陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.1GA6FA0.2和0.2GA6FA0.4時(shí)，洗前洗后梳理力差值為正值，說(shuō)明洗前濕梳阻力大于洗后濕梳阻力.在上述4組復(fù)配體系中，洗前干梳與洗后干梳差值為正，說(shuō)明洗前干梳阻力大于洗后干梳阻力.

由圖6可以看出，在濕梳情況下，陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.2GA6FA0.2，0.1GA6FA0.4和0.2GA6FA0.4時(shí)，洗前洗后梳理力差值均為負(fù)數(shù)，表明洗前濕梳阻力小于洗后濕梳阻力;在干梳情況下，陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.1GA6FA0.2，0.2GA6FA0.2和0.1GA6FA0.4時(shí)，洗前洗后梳理力差值為負(fù)數(shù)，表明洗前干梳阻力小于洗后干梳阻力.

由圖7可以看出，在濕梳情況下，無(wú)論哪種陽(yáng)離子復(fù)配比例，洗前洗后梳理力差值均為正數(shù)，表明洗前濕梳阻力要大于洗后濕梳阻力.干梳情況下，陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.1GA6FA0.2，0.2GA6FA0.2和0.2GA6FA0.4時(shí)，洗前洗后梳理力差值為正數(shù)，表明洗前干梳阻力大于洗后干梳阻力.這是由于兩者復(fù)配時(shí)，大、小粒徑硅油乳液發(fā)揮不同的作用，所表現(xiàn)的效果均優(yōu)于單個(gè)硅油乳液，在陽(yáng)離子復(fù)配質(zhì)量比（gGA6FAg）為0.2GA6FA0.2時(shí)，其干梳性能優(yōu)于濕梳性能，梳理性效果最好.結(jié)合C|14S和LR400復(fù)配時(shí)的絮凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定洗發(fā)水配方中m（C|14S）GA6FAm（LR400）=0.2 gGA6FA0.2 g，硅油乳液m（E6518）GA6FAm（E6550）=1.5 gGA6FA0.5 g.

2.3 發(fā)束摩擦力測(cè)試結(jié)果

對(duì)發(fā)束進(jìn)行摩擦力測(cè)試，結(jié)果如圖8和圖9所示.從圖8和圖9可以看出，洗前發(fā)束摩擦力106.2×10-4N，回梳值172.7×10-4N，洗后摩擦力 85×10-4N，回梳值136.5×10-4N;對(duì)比洗前、洗后摩擦力測(cè)試數(shù)據(jù)得出，正常梳理時(shí)摩擦力比洗前下降約20×10-4N;回梳時(shí)下降約36×10-4N.因此，經(jīng)本文制備的洗發(fā)水漂洗的發(fā)束柔軟、易梳理、回彈力增加.

2.4 發(fā)絲表面形貌分析

洗前洗后發(fā)絲的SEM圖如圖9所示.

從圖9可以看出：洗前頭發(fā)表面毛鱗片張開(kāi)過(guò)大，表面粗糙不平整;而洗后頭發(fā)毛鱗片沒(méi)有張開(kāi)或張開(kāi)很小，發(fā)絲表面光滑平整.

3 結(jié)語(yǔ)

本文選擇AES與4種陽(yáng)離子聚合物進(jìn)行復(fù)配，利用絮凝實(shí)驗(yàn)確定洗發(fā)水配方體系中AES的用量、陽(yáng)離子聚合物的種類及用量，利用硅油梳理性測(cè)試研究硅油乳液種類及用量對(duì)發(fā)束梳理性效果的影響由此確定最佳洗發(fā)水配方為：AES（17.14%），C|14S（0.2%），LR400（0.2%），E6518（1.5%），E6550（0.5%），CAB（5%），卡波（3%），防腐劑（適量）和去離子水（加至100%）.經(jīng)該配方洗發(fā)水樣品漂洗過(guò)的發(fā)束，梳理時(shí)摩擦力比洗前下降約 20×10-4N，回梳時(shí)下降約36×10-4N;洗后發(fā)束光滑、柔順，易梳理，回彈力增加.

參考文獻(xiàn)：

[1] KYOHEI J，NAEKO Y.A new permanent wavingprocess of human hair based on the waterset process [J].Journal of Fiber Science and Technology，2017，73（4）：94.

[2] 周偉.中國(guó)專業(yè)美發(fā)化妝品市場(chǎng)與技術(shù)的現(xiàn)狀分析[J].日用化學(xué)品科學(xué)，2016，39（12）：1.

[3] 馮曉.燙發(fā)對(duì)女性頭發(fā)損傷程度評(píng)價(jià)方法的研究[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2013.

[4] JIANN B P.Does hair dye use really increase the risk of prostate cancer[J].BMC Cancer，2017，17：724.

[5] 朱社敏，謝珍，瞿霖吉，等.BCOP法評(píng)價(jià)染發(fā)類化妝品眼刺激性的研究[J].中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)，2016，33（8）：1000.

[6] MANU S，SURABHI S，NEHA M，et al.Biology of hair pigmentation and its role in premature canities[J].Pigment International，2017，4（1）：7.

[7] 劉玲玲，聞衛(wèi)兢.染發(fā)產(chǎn)品的作用機(jī)制和安全性[J].臨床皮膚科雜志，2010，39（12）：800.

[8] 揭邃.調(diào)理香波的絮凝性研究[J].中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2007，1：73.

[9] 蘭宏兵，余述燕，李嘉琪，等.便攜式免洗織物去污噴劑的研制[J].輕工學(xué)報(bào)，2019，34（1）：57.

[10]李剛森，蔡立芳，王培義，等.十二烷基硫酸鈉與非離子表面活性劑AEO9/6501復(fù)配體系表面活性及動(dòng)態(tài)表面張力研究[J].輕工學(xué)報(bào)，2016，31（5）：51.

[11]馬士旭.有機(jī)硅乳液在護(hù)發(fā)品中的應(yīng)用[J].香料香精化學(xué)品，2002，3：31.

[12]陳海超.洗發(fā)水：中國(guó)式破局[J].日用化學(xué)品科學(xué)，2018，41（8）：50.