陰離子型乳化劑
陰離子型乳化劑(表面活性劑)的親水基為陰離子。陰離子親水基與其相連的憎水基相比一般是分子量相對低的水溶性部分。
烷基羧酸鹽
烷基羧酸鹽通式為RCOOM。其中,R是直鏈飽和或不飽和的,含有11-23個碳原子。一般是陽離子Na+、NH4+、K+,或一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺。在大多數情況下,在乳化過程中形成水包油乳液。
一、乳化劑組成對性質的影響
皂中脂肪酸的鏈長為C12-C18如果鏈長小于C12,則鹽的親水性過于強,也不是好的表面活性劑;在C12-C18范圍內,親水憎水平衡使得這些羧酸(鹽)成為很好的乳化劑;若鏈長大于C18,則憎水性太強,限制了表面活性劑的應用。
硬脂酸皂在0.1W乳油和洗劑中是使用最廣的乳化劑。
大多數穩定皂乳液是用比堿過量的脂肪酸來制備。這導致了在每一分散油滴周圍“酸”皂膜的形成。烷基羧酸鹽乳化劑還與各種非離子乳化劑共同使用,改善乳液的穩定性。 羧酸鹽和胺皂對鈣是敏感的,在硬水中形成不溶性鈣鹽,導致乳液的破壞。為克服這個缺點,可以加入鰲合劑,如乙二胺四乙酸(EDTA),能夠避免鈣皂的沉淀。 硬脂酸鈉有時不作為乳化劑而是作為膠黏劑和增稠劑。硬脂酸鈉室溫下在乙醇和內二醇中的溶解性有限。當加熱這類液體并很快冷卻時會變硬。利用此性質可以用于制造棒狀產品。如除臭劑和芳香劑。
鉀皂不像鈉皂那樣硬,用于皮膚后有柔軟感。胺皂有較低的pH值。
二、脂肪酸純度對物性的影響
脂肪酸是由植物油和動物脂肪分解得到的。如硬脂酸(C18)和棕櫚酸(C16)從動物油脂中得到,是很有用的酸。它們是直鏈飽和一元酸。在純態,它們是一種具有蠟感的透明白色結晶固體。脂肪酸的純度對其物性有一定影響。若脂肪酸中含有少量肉豆蔻酸(十四酸)和油酸,根據各種酸的比例不同,其物理結構可以是結晶型和不定形。性狀可以是硬的和軟的。結晶范圍以上的硬脂酸混合物(如含量大于50%)稱作“高硬脂酸型”。棕櫚酸與硬脂酸之比在(50:50)-(10:90)的酸(混合酸)是堅硬的無定形固休。當硬脂酸含量提高到90%以上,就增加了產品的結晶性,這樣的材料,可以壓制成軟質品,能夠容易地壓碎成粉末。其中油酸含量一般低于3%。
混合物中的棕櫚酸的含量在60%以上的產品是硬的無定形,淺色蠟狀固體。70%的棕櫚酸是易熔的。在所有硬脂酸-棕櫚酸混合物中,它有最低的熔點。當硬脂酸含量由零增加到30%時,結晶度很小,然后將硬脂酸-棕櫚酸比率增加到45:55時,再進一步增加硬脂酸含量,結晶大小進一步減小,直到有65%硬脂酸含量時,出現最大的無定形狀態。從這一點之后,結晶大小進一步提高。
Emersol硬脂酸和棕櫚酸的理化常數
產品名稱 |
熔點/℃ |
碘值 |
酸值 |
皂化值 |
Emersol 110 硬脂酸 |
52.8-53.5 |
8-12 |
205-210 |
206-211 |
Emersol 120 硬脂酸 |
53.8-54.7 |
5-7 |
205-210 |
206-211 |
Emersol 132 LiLy硬脂酸 |
55-55.6 |
0.5 |
205-210 |
207-211 |
Emersol 150 硬脂酸 80 |
63.9-65 |
1 |
197-202 |
198-203 |
Emersol 152 硬脂酸 90 |
65-69 |
0.7 |
197-200 |
198-201 |
Emersol 153 硬脂酸 95 |
67-69 |
0.7 |
196-199 |
197-200 |
Emersol 140 棕櫚酸 70 |
53.4-55.5 |
2 |
209-214 |
210-215 |
Emersol 142 棕櫚酸 80 |
55.7-57.2 |
1 |
212-216 |
212-217 |
Emersol 144 棕櫚酸 90 |
59-62 |
0.5 |
216-219 |
217-220 |
三、山崳酸和蠟酸
較高分子量的脂肪酸如山崳酸(C22)和蠟酸(C26),也用在乳油一類配料中。這些脂肪酸是存在于蜂蠟中,將蜂蠟用四硼化鈉或別的適當堿中和后作為乳化劑中一部分成分。
四、不飽和脂肪酸及其鹽
不飽和脂肪酸像油酸,由它構成的皂形成易流動的不穩定乳液,作為稠度調節劑是很有用的。不飽和脂肪酸的主要缺點是容易氧化,產生不愉快的氣味?梢允褂镁珶挼挠退峄蚣尤脒m當輔助劑克服這個缺點。
油酸銨是很有用的鹽,如作為頭發著色劑使用;還可以在高pH用于漂白產品。異硬脂酸是具有支鏈的飽和脂肪酸的混合物,它可以調節乳液黏度,并沒有酸敗危險。對于皂乳化劑來說,水包油乳液的黏度是與被使用的皂濃度、不飽和度或鏈的分支成比例的。不飽和銨、鉀和烷醇胺皂比類似的鈉皂產生較易流動的乳液。乳液pH依賴于使用中和脂肪酸的堿和皂濃度。
五、三乙醇胺皂
三乙醇胺皂在化妝品制備中是非常優良的乳化劑。它比相應的鈉皂、鉀皂更易于流動,有柔性,對溫度改變也不敏感;有著較低的pH,形成的乳液基本上是中性的,對皮膚無害;形成的乳油結構和稠度也很好。礦物油、石油、羊毛脂、植物油、蜂蠟和許多其它成分能夠分散在這類乳液里。乳液中胺的含量不足則穩定性差,而胺過M.W.可能在冷狀態時分離而成為粒狀乳油。三乙醇胺皂和制備的乳油,在一些條件下會老化變成黃色。若避免不純物如鐵金屬等可以防止變色,因而應該注意防止來自設備中的雜質或其它成分。如果乳油在制造中加熱溫度控制在70℃以下,在三乙醇胺中加入1%-2%的亞(H2SO3)能保持乳油成白色。異丙醇胺與乙醇胺比較,不易變色,適于商品生產。有銨皂制造乳液,沒有腐蝕性,長期儲存穩定;僅稍受溫度影響;可以用水稀釋成各種濃度。
六、“金屬皂”
“金屬皂”是指烷基羧酸鹽中含有多價金屬陽離子。這些金屬皂(鈣、鎂、鋅和鋁)的使用有局限性。它們作為乳化劑使用在高油含量的W/O型產品中,金屬皂分散到油里。這種金屬皂膠著油相和有助于穩定乳液。金屬皂含有至少兩個脂肪鏈(RCOO-)2M2+,具有兩個油溶基,它們比鈉皂對乳液油相有更大的親和力。這類材料的另一重要用途是制造保護皮膚粉劑。作為保護膜,提供了抗水性,因此可以延長覆蓋層。由于它們有較低的密度,能起到疏松粉末作用,可作為松軟劑。這種材料通常并不單獨使用,而是同無機材料像滑石、氧化鋅、二氧化鈦一塊使用。硬脂酸鋁像硬脂酸鈉一樣,在油型乳液里,用于增稠劑或膠著劑、增稠香型油或著色劑。硬脂酸鋅和鎂可用于遮光劑。
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