一．前言
個(gè)人護(hù)理品配方里的原料混合時(shí)發(fā)生的相互作用，要比每種原料的性質(zhì)的總和還要多。其中有些相互作用還能形成自絡(luò)合物，這些絡(luò)合物對配方的功能特性有增強(qiáng)或減弱的作用。目前大多數(shù)高性能配方很復(fù)雜，而且含有過多的成分，因此，要預(yù)測這些配方變化的結(jié)果十分困難。為了弄清配方里眾多成分的相互作用，通常要先用簡化系統(tǒng)，然后再將簡化系統(tǒng)得到的結(jié)果用于配制更有效的產(chǎn)品。
表面活性劑可以根據(jù)他們分子結(jié)構(gòu)上帶的電荷來進(jìn)行分類。依此方法，表面活性劑可分為陰離子的、陽離子的、非離子的和兩性的，其分子結(jié)構(gòu)和所帶電荷如圖1所示。
這些表面活性劑可用于各種配方，且很少單獨(dú)使用。觀察常用
的香波瓶，會發(fā)現(xiàn)相互作用的許多物料，在許多情況下會產(chǎn)生改變粘性的毫微結(jié)構(gòu)。配方的成敗，就決定于這些物料相互作用的性質(zhì)。所以，弄清不同類型的表面活性劑的相互作用，對提高配方的功效是有益的。二十多年前，Ken Klein就認(rèn)為可以通過努力使這種相互作用達(dá)到最佳效果。
二．陰離子-陽離子物料的相互作用
配方師將硬脂基二甲基芐基氯化銨與月桂基硫酸鈉混合，就得到一種粘滑的白色漿狀物。配方里這些物料相互作用的性質(zhì)及如何產(chǎn)生最佳效果，是配方技術(shù)的重要部分。
關(guān)于陽離子和陰離子表面活性劑的相互作用，此前已有多項(xiàng)研究。人們雖有不同見解，但最終還是確認(rèn)了兩種季銨化合物：硬性的和軟性的。硬性季銨化合物與陰離子表面活性劑是不配伍的；軟性季銨化合物與陰離子表面活性劑混合，能生成濃稠、透明的高泡絡(luò)合物。陰離子表面活性劑的硬性也有不同，月桂基聚氧乙烯醚-2-硫酸鈉(SLES．2)與季銨化合物的配伍性要優(yōu)于月桂基硫酸鈉(SLS)。大家知道水的性質(zhì)，水分子問鍵連的氫，使水成為生命必需的重要物質(zhì)。同樣，離子表面活性劑在稀釋水溶液里的相互作用，對個(gè)人護(hù)理品的配制和使用也必不可少。選擇帶電荷的表面活性劑混合成自組合成分，對物料的功能性及其形成有效的毫微結(jié)構(gòu)十分重要。首先．用熟知的方法調(diào)制混合物時(shí)，其組合動(dòng)力源于系統(tǒng)的最低自由能。然而，系統(tǒng)的最低自由能狀態(tài)往往不是最低的有序狀態(tài)，而是最有序狀態(tài)，以油浮于水的水系統(tǒng)最為典型。
陰離子和陽離子物質(zhì)帶有相反的電荷，因此能互相吸引，形成鹽絡(luò)合物。決定配方功能的正是這種絡(luò)合物的特性．而不是表面活性劑本身的性質(zhì)。離子物料加入水中時(shí)，相反的電荷會互相吸引．相同的電荷則互相排斥。隨著局部離子物料濃度的增加，溶液就會出現(xiàn)下述有序結(jié)構(gòu)：1)可溶性鹽產(chǎn)品過量，并出現(xiàn)沉淀： 2)溶液的粘度增加：3)形成不溶性絡(luò)合物。離子物料相互作用的這種性質(zhì)，是目前研究的焦點(diǎn)。
現(xiàn)在研究人員把陰離子和陽離子表面活性劑在水溶液里形成的絡(luò)合物分成兩類：稠而透明的為軟絡(luò)合物．不溶解的為硬絡(luò)合物。一種絡(luò)合物的軟硬取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)。將濃度為10％的陽離子表面活性劑滴定到含量為l0％的陰離子活性物(如SLS)溶液里，越來越多的陽離子表面活性劑會與陰離子發(fā)生絡(luò)合。陽離子和陽離子的數(shù)量相等，相互作用構(gòu)成絡(luò)合物的量會達(dá)到最大，而未絡(luò)合的表面活性劑混合物的最大粘度，會出現(xiàn)在其數(shù)量大致相等的情況下。
三、陰離子和和性表面活性劑的相互作用
兩性表面活性劑(如甜菜堿、酰胺甜菜堿和氨基丙酸鹽表面活性劑)的結(jié)構(gòu)上有正、負(fù)兩種電荷，所以，與結(jié)構(gòu)上只有一種正電荷的季銨化合物的相互作用比較，他們與陰離子的相互作用不同。研究陰離子和兩性表面活性劑問的相互作用，選用化妝品工業(yè)最常用的表面活性劑。這些表面活性劑的縮寫和在化學(xué)文摘中的編號列于表l。表l中的全部表面活性劑都可從市場購買到，選用的陰離子表面活性劑是SLS和SLES-2．其結(jié)構(gòu)式如圖2。這項(xiàng)研究可以對許多兩性表面活性劑作出評定，為簡便起見，只選取一些甜菜堿和丙酸鹽類兩性表面活性劑(見圖3)進(jìn)行研究。在個(gè)人護(hù)理品市場上，這兩類化合物都很容易買到，每類都選擇了一些有代表性的產(chǎn)品作試驗(yàn)品。評定其相互作用時(shí)．試樣里的活性物含量要稀釋到10％。
(一)粘度研究
研究粘度的試驗(yàn)步驟如下(試驗(yàn)結(jié)果見表2和表3)：
1．調(diào)制濃度為l0％的陰離子表面活性劑溶液：
2．調(diào)制濃度為l0％的兩性表面活性劑溶液：
3．制備三種比例的兩性表面活性劑和陰離子表面活性劑溶液的混合物，其比例分別為：25：75、50：50、75：25，均以重量計(jì)
4．用布羅克菲(Brookfield)粘度計(jì)LV Spindle4測出轉(zhuǎn)速分別為60轉(zhuǎn)／分、30轉(zhuǎn)／分和6轉(zhuǎn)／分時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度。
從表2和表3可以看出，陰離子表面活性劑與不同性質(zhì)的兩性表面活性劑相互作用的程度明顯不同：SLS或SLES-2與LP混合，不管比率多少，都不產(chǎn)生粘度與
氨基丙酸鹽混合，不發(fā)生相互作用；與烷基甜菜堿混合，有明顯的相互作用．但當(dāng)濃度接近理想配比時(shí)．會生成不溶性絡(luò)合物；與酰胺甜菜堿混合，有很強(qiáng)的相互作用，且生成物有較好的溶解性，能形成凝膠。同樣．同一種兩性表面活性劑和不同的陰離子表面活性劑混合，相互作用的程度和趨向也有區(qū)別，將SLS換成SLES-2，結(jié)果就明顯不同．而且這種結(jié)果可用所研究的兩性表面活性劑的溶解性來測定。陰離子和兩性表面活性劑相互作用的不同結(jié)果，最終會導(dǎo)致混合物的透明度和粘性不同。測定的分類結(jié)果見表4。
(二)泡沫研究
在所有情況下，50：50的混合物都具有最大的粘度值。活性物含量l％的溶液的50：50混合物符合羅斯一邁爾斯(Ross—Miles)泡沫高度測定結(jié)果。例如．CB：SLS為50：50的混合物．在瞬時(shí)、1分鐘和5分鐘時(shí)分別有250min、
令人驚奇的是．表5顯示出，SLS和SLES．2的初始泡沫高度接近最低。這表明，他們與甜菜堿混合時(shí)．混合物的起泡性有一種協(xié)同效果，即使起泡性最差的混合物．其泡沫高度也與SLS近似。這意味著：l)SLS或SLES-2和兩性表面活性劑混合形成的絡(luò)合物的起泡性，不同于單獨(dú)使用SLS或SLES-2；2)用陰離子和兩性表面活性劑的混合物配制高泡產(chǎn)品時(shí)，有很多混合物可供選擇。甜菜堿經(jīng)常用在個(gè)人護(hù)理品中，原因就在于，甜菜堿能改進(jìn)個(gè)人護(hù)理品的起泡性．對消費(fèi)者來說．這是一個(gè)很重要的特性。
德拉夫斯?jié)櫇裨囼?yàn)所測定的，是濃度l％的表面活性劑溶液將一絞棉紗浸透下沉所需的時(shí)間。浸透下沉所需時(shí)間越少，潤濕性越好。表6表明，混合物的潤濕時(shí)間與采用何種甜菜堿關(guān)系不大。在所用的甜菜堿中，只有DAB一種延緩了SLS和SLES-2的潤濕時(shí)間。因此，就潤濕時(shí)間而言，DAB產(chǎn)品要差得多，這是出人意料的。目前市場上DAB產(chǎn)品最多，且具有良好的調(diào)理性能，這在陰離子和其他甜菜堿的混合物中是看不到的。
(三)加鹽研究
研究鹽對化妝品配方影響的基本方法是鹽曲線。以遞增的方法逐漸加入鹽．再觀測每次加鹽后混合物的粘度變化。不難觀察到，每次加鹽后混合物的粘度逐漸增加。但是，當(dāng)鹽加到一定量時(shí)，粘度會達(dá)到極大值，此時(shí)再加鹽．粘度反而會降低。這就是某種香波加水后．粘度竟然會增加的原因。鹽曲線有兩個(gè)明顯的重要特性：粘度的極大值(高峰粘度)和達(dá)到這個(gè)值時(shí)的鹽量。
加鹽時(shí)．先用75％的陰離子和25％的甜菜堿調(diào)成混合物并稀釋到l0％，再按上述方法加入混合物中，測出混合物的高峰粘度。陰離子和甜菜堿選擇75：25這個(gè)比例，基于兩個(gè)原因：l)在大多數(shù)情況下．50：50的混合物的粘度已經(jīng)很高；2)就配方成本而言，兩性表面活性劑為25％、陰離子為75％時(shí)混合物比較有商業(yè)價(jià)值。每次加入混合物溶液的鹽量為0．5％，用布羅克菲粘度計(jì)測出每次加鹽后的粘度，加鹽溫度為20±0．3。C。作為一個(gè)典型例子．這里將SLS的鹽曲線和有關(guān)數(shù)據(jù)列入圖4、表7。SLES-2和試驗(yàn)的十種混合物的相關(guān)資料可從網(wǎng)上(WWW．CosmeticSandToiletries．com)查得。
SLS的高峰粘度見表8。將甜菜堿和鹽加到SLS里，除加CB的外，其他幾種混合物的高峰粘度都有所增加。表中所列的混合物中，甜菜堿都使鹽曲線向左移動(dòng)了。換句話說，就是加入甜菜堿后．混合物達(dá)到高峰粘度所需的鹽量都減少了。在SLS系統(tǒng)里加入調(diào)理用DAB，其高峰粘度增加了很多，而達(dá)到這個(gè)粘度所需的鹽量卻減少l／3，而且不影響系統(tǒng)的起泡性。不過，必須在此指出，許多情況下．加入甜菜堿也會使系統(tǒng)的鹽曲線變寬。
如表9所示．將甜菜堿和鹽加到SLES-2里，表中所列混合物的高峰粘度都降低了．其中LMAB使高峰粘度降得最少。此外，表9也可以看出，甜菜堿同樣使表中所列混合物達(dá)到高峰粘度所需要的鹽量減少。這也說明，甜菜堿的加入會使表中所列混合物的鹽曲線向左移動(dòng)。尤其是調(diào)理用DAB的加入，不但能改進(jìn)混合物的粘度，而且還可以優(yōu)化混合物的調(diào)理性能。
四、結(jié)束語
甜菜堿和陰離子表面活性劑的配合．是配方師提高配方價(jià)值的有效方法。本文只研究這個(gè)方法有價(jià)值的幾個(gè)特性，其他性質(zhì)如調(diào)理性、泡沫豐度、泡沫結(jié)構(gòu)和膚感等，都可得益于合適的甜菜
堿。在研制配方時(shí)．為了取得預(yù)期效果，配方師應(yīng)該研究這些相互作用，并給予充分重視。
參考文獻(xiàn)
Cosmetics & Toiletries．March 2006．P67—68．P70—74．
