洗发香波的体系及质量控制
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洗发香波的生产和使用已有60多年的历史，随着科学技术的发展，它已由单纯的洗涤功能发展成集去油污、去头屑、营养、护发、黑发等多功能于一体的产品。由于其功能日趋增多，使得洗发香波体系越来越复杂，它是一个集表面活性剂胶团溶液、油性物质增溶或分散悬浮、高分子化合物胶体溶液等为一体的复杂体系，使得洗发香波往往不象有的化妆品那么容易稳定。笔者参考前人的工作经验，结合自己多年来的研究体会和生产实践，理论与实际相结合，分析洗发香波开发及生产中的一些质量问题，希望给洗发香波的配方设计和生产提供一些指导。
1. 洗发香波的体系
1.1 表面活性剂浓溶液体系
洗发香波是以阴离子表面活性剂为主体，配以一定量的非离子、两性离子和高分子阳离子表面活性剂，总含量在10～26%之间，构成了一种混合表面活性剂的胶团溶液。一般认为，在表面活性剂浓度不是很大时(超过cmc不多)，胶团通常为球形；当溶液浓度高出cmc10倍或更高时，胶团的形状变为非球形，通常呈棒状；随着浓度不断增加，棒状胶团聚集成束，呈六角形相堆积状；再高浓度就会转变成层状结构；浓度再增高，则由于水含量减少，发生转相，形成逆胶团。洗发香波体系应该处在棒状胶团至六角形相之间。
表面活性剂胶团的结构形状与溶液粘度有密切的关系。一般认为，棒状胶团的溶液粘度比球状胶团大，而最大粘度似乎发生在六角形相附近，进入层状相则粘度下降。
洗发香波的表面活性剂溶液中还存在无机电解质，一是为增稠而加入的盐，二是有些原料本身就含有盐(如阴离子和两性离子表面活性剂)。无机盐的加入，使溶液表面张力降低，cmc降低及胶团缔合度增大，使得粘度增加，量太多的情况下可使表面活性剂析出形成新相，溶液出现混浊，粘度下降。少量的电解质还可加大胶团对非极性有机物的增溶作用，但会降低对极性有机物的增溶能力。
1.2 油性物质的增溶体系
由于表面活性剂在制备过程中或多或少地还含一些没反应的油性物质，这些油性物质再加上洗发香波中加入的香精、油性剂(如高碳醇、羊毛脂等)，将被表面活性剂胶团增溶。当油量增加，体系会变成乳状液，但当有辅助表面活性剂(如醇类)存在时，也可成为微乳液。
1.3 分散体系洗发香波中的珠光剂(如乙二醇硬脂酸酯)是呈片状晶体存在，它均匀分散在体系中，令添加的高粘度硅油、去头屑剂ZPT、没有被增溶的高碳醇、三烷基季铵盐柔软剂等都是以悬浮形式分散在洗发香波中。要指出的是，这些成分的分散只需要少量的表面活性剂作为分散剂，而大部分表面活性剂仍以胶团形式存在，这与一般意义上的乳状液和悬浊液不同，它不会改变洗发香波的胶团溶液体系，否则洗发香波将失去粘度和泡沫，这一点十分重要。
1.4 高分子胶体溶液体系
为了改善梳理性和抗静电性，或为了增加粘度，洗发香波中还加入阳离子瓜尔胶季铵盐、阳离子纤维素季铵盐、聚季铵盐或双硬脂酸聚乙二醇酯、汉生胶、聚丙烯酸(盐)等高分子化合物，这些物质的加入除具有本身的功能外，还具有稳定体系的作用。
2. 洗发香波的质量要求
2.1 外观
透明洗发香波应该清澈透明，没有沉淀物，即使在0℃也不出现浑浊；乳浊洗发香波应均匀一致，珠光型需有均匀的丝绸般的闪亮珠。洗发香波还需有一定的粘度，一般粘度应控制在2500～10000mPa.s，这样才会给使用带来方便。
由于洗发香波是一个复杂的体系，在存放使用过程中经常会出现不稳定情况，主要表现在：粘度下降，透明洗发香波出现浑浊或沉淀，乳浊、珠光型出现絮状甚至分层，组分之间相互作用或表面活性剂发生水解。洗发香波一般应能经受5～6次耐寒、耐热交替试验，透明型洗发香波不出现浑浊及沉淀，乳浊型不出现分层。
2.2 起泡性
泡沫是洗发香波中最重要的指标之一，丰富的泡沫在洗发过程不仅具有携污的作用，而且在感觉上也是一种享受。洗发香波除了应具有丰富的泡沫，还要起泡迅速，要有一定的耐油性。
2.3 去污力和梳理性
洗发香波应具有一定的去污能力，但去污力不宜太强。一方面头皮和头发表面的污垢较容易去除(头发的相互摩擦尤如“刷子”)，二是如把头发自身分泌的护发油性成分洗去太多，这样不但会损伤头发，而且干燥的头发使梳理时摩擦力增大，梳理性变得很差。因此一般希望洗发香波的去污力要相对弱一点。
头发的梳理性一般包括湿梳性和干梳性两个概念。湿梳性通常是指在洗发中当泡沫被冲掉后的手感和梳理性，当用手指插入头发从发根向发梢运动时，梳理好的洗发香波给你一种没有阻力的感觉，并且没有所谓干草感，具有丝般的柔软。干梳性是指头发干后(即在空气中达到平衡后)，头发手感和梳理性。好的洗发香波会给你带来滑顺又没有湿重的飘柔感觉，有如触摸丝绸的感觉，梳理时不产生静电、缠结，更重要的是不易沾尘，洗发后2～3天头发仍保持轻松感。
2.4 刺激性和温和性
一般来说，洗发香波在安全上是不会有问题的，但在刺激性和温和性上是有差别的。有刺激性的洗发香波往往会引起头皮发痒、头屑增多。洗发香波的主要原料十二醇硫酸铵(LSA)是一种刺激性较高的表面活性剂，需要与其它低刺激性表面活性剂合理配比，降低其刺激性。另外某些杀菌去屑剂用量过多往往会损伤头皮，使头皮更痒，头屑更多。温和洗发香波即使流入眼内也不会感到刺痛，对养护头发有好处。
3. 洗发香波的常见问题及解决办法
3.1 混浊问题
混浊是透明洗发香波易出现的质量问题，一般情况是常温下透明，低温下出现混浊，严重的恢复室温也不能恢复透明。引起的原因有：
1)电解质含量偏高，使表面活性剂Krafft点降低，在低温下析出新相而混浊。电解质含量高的原因除了配方中加入外，阴离子和两性离子表面活性剂中带入也是主要因素。解决的办法：一方面控制原料质量；另一方面，如果洗发香波粘度较低时，不要单纯靠加盐增稠，应加入适当的增稠剂，如双硬脂酸聚乙二醇酯。
2)配方中选用的表面活性剂溶解度较低或Krafft点太高，如椰油酸单乙醇酰胺在低活性物含量的产品中容易低温析出。因此，在进行配方设计时，应尽量选用一些溶解性好或Krafft点低的表面活性剂或配入适当的增溶剂、澄清剂，以保证洗发香波即使在0℃也不混浊。
3)透明洗发香波的香精应选用香波专用香精，其他香精如膏霜用香精不易被胶团增溶，可能会使洗发香波混浊。
3.2 分层问题
分层是乳浊珠光型洗发香波易出现的问题，一般是在长时间放置或高温试验时出现上浮、下沉等。引起分层的主要原因有：
1)同样是由于电解质含量偏高，一方面破坏分散体系，使油性物质絮凝或聚结上浮；另一方面可使表面活性剂胶团增大到生成新相而析出。
2)洗发香波粘度偏低和油含量偏高也易产生分层，油含量偏高一方面使香波的粘度降低，使油性物质易于上浮；另一方面使油增溶状态转变成乳状液，破坏了胶团的分散特性。例如加入非极性油(如石蜡油、角鲨烷等)易使洗发香波分层。
3)有时温度的变化会改变表面活性剂的亲油亲水性，也会使一些物质产生固―液变化，从而引起产品的分层。因此在考核洗发香波稳定性时，常用高温和冷冻试验进行考核。
4)某些亲水性强的阴离子表面活性剂(如烷基醚磺基琥珀酸二钠)，可使高分子阳离子悬浮剂被增溶进入胶团，而失去胶体的悬浮特性，也易分层。
总之，引起洗发香波分层的原因较多，应针对特定的配方体系找出引起分层的原因并予以解决，必要时加入适当的悬浮剂，以保证体系的稳定，如汉生胶、聚丙烯酸聚丙烯酰胺树脂等，某些阳离子聚合物如阳离子瓜尔胶也有一定的悬浮能力，是一种多功能助剂，可以采用。
3.3 粘度问题
有时洗发香波粘度偏低，可能的原因有：
1)表面活性剂含量太低，形成的胶团偏小，进不到高粘度的区域。此问题在低档香波中较为突出，此时应加入合适的增稠剂如羟乙基纤维素等。
2)电解质含量过低过高，低了没能使表面活性剂胶团达到六角形相或附近，高了使胶团进到了层状相。
3)有小分子极性有机物存在，使胶团变小，例如洗发香波中含有乙醇等。少量的尿素、二甲苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐等常用来适度调低洗发香波的粘度。
4)油性物质偏高或不易被增溶物较多，这时洗发香波可能成为浮状液，大部分表面活性剂将从胶团转移到油水界面上，从而破坏了原有的胶团溶液结构，使体系粘度下降。油性物质除了配方中加入外，表面活性剂生产中转化率不高或发生水解时都可能进入。
5)温度升高一般体系粘度下降，对合适的表面活性剂胶团构成的粘稠液体时对温度并不很敏感，而用聚乙二醇双硬脂酸酯增稠或用了较多的盐来增稠的体系就对温度较敏感了。有时也会出现温度下降反而变稀的现象，可能是有物质析出的缘故，例如椰油酸单乙醇酰胺在低活性物含量的体系中就会出现上述问题。
6)有时洗发香波在贮存过程会变稀，这种情况下应考虑表面活性剂发生水解的可能，特别是LSA(十二醇硫酸钠)易发生水解。这时体系应加入PH缓冲剂，如磷酸二氢钠，将PH缓冲在5.5～6.5之间，这样即使有少量LSA水解，体系PH值也不会急剧下降，从而缓解LSA进一步水解。
3.4 泡沫问题
一般希望洗发香波有高的发泡性和一定的稳泡性，并且要发泡迅速，还要有一定的耐油性，这一点在洗发香波测定的泡沫和实际洗发呈现的泡沫不一致上，可体会到。洗发香波泡沫低可能有如下原因造成：
1)表面活性剂选择不合适，例如聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、皂类都会影响阴离子表面活性剂的发泡性能。LSA与AESA(月桂醇醚硫酸铵)配合使用，可获得稳定的高泡体系；当LSA含量高时泡沫性好，而AESA或AES(月桂醇醚硫酸钠)含量高时则泡沫性差些。N-烷酰肌氨酸盐、APG(烷基多糖苷)、一些两性表面活性剂有增泡作用，烷基醇酰胺具有良好的稳泡效果，还可提高泡沫的耐油性。
2)油的消泡作用不容忽视，一种是增溶在胶团里的油，一种是被乳化的油，对表面活性剂的发泡和稳泡都有显著的影响。为此，洗发香波中不宜含有过多的油性物质，而且油性物最好以粗分散体存在。
3)珠光型洗发香波中的珠光剂也会显著影响洗发香波的泡沫，因硬脂酸乙二醇酯也是一种油性物质，如果珠光剂在洗发香波中结晶不好，不单珠光不明显，而且会极大地降低洗发香波的泡沫。因此使用珠光片的洗发香波，必须注意配方体系对珠光晶体析出的影响；另外配制过程的温度、冷却速度、搅拌速度也会影响珠光晶体的析出。另一种珠光产品---珠光浆，虽然也是乙二醇硬脂酸酯与表面活性剂的体系，但它是在特定的体系、特定的工艺条件下完成的，珠光晶体析出率高，珠光显露好，加在洗发香波中对泡沫影响就小，而且使用方便。
3.5 腐败变质
引起洗发香波腐败变质有两大方面的原因：一是微生物污染，二是防腐体系不合适。微生物污染来源有几个：(1)水质的污染；(2)原料的污染；(3)生产场所的环境卫生和卫生操作；(4)包装材料；(5)使用过程。这是一个涉及到管理与技术的问题，与一般化妆品生产相类似，这里不就赘述了。下面谈谈防腐剂的选用问题。
防腐剂的使用应注意以下几点：(1)作用范围，单一种防腐剂一般难以获得广谱的抗菌范围，需两种乃至几种防腐剂配合使用；(2)使用浓度，注意每一种防腐剂的最低抑菌浓度；(3)最佳PH值；(4)相容性/钝化作用，如有的防腐剂与某些表面活性剂不相容(如新洁尔灭与阴离子表面活性剂不相容)，有的被某些物质所钝化(如甲醛和能析出甲醛的防腐剂会被蛋白质所钝化)；(5)毒性和刺激性；(6)稳定性，有的防腐剂高温不稳定，加入温度不宜高。
尼泊金酯类在洗发香波中是进入胶团，这会降低它的防腐效能。苯甲酸及其盐适合在PH值小于5的场合使用，所以在洗发香波中一般不采用。卡松(Kathon-CG)在洗发香波中较为有效，但其贮存条件荷刻，不宜在高于40℃环境条件下存放，且其活性会被胺、醇胺、硫酸盐所钝化。布罗波尔(Bronopol)在温度高时会分解，加入温度要小于50℃，另外其抗霉菌和酵母菌效果较差，需和其它防腐剂配合使用(如Kathon-CG)。咪唑烷基脲对细菌效果好而对真菌抑制能力差，需和Kathon或尼泊金酯类配合使用，加入温度也不宜高。甲醛因对眼睛有害，所以不能使用。