化妆品科学常识.ppt
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1、第五章 化妆品科学,青岛大学化学化工与环境学院,第五章 化妆品科学,第一节 化妆品的性能要求第二节 化妆品的原料第三节 乳状液的制备第四节 膏霜类化妆品,第一节 化妆品的性能要求,作为人们日常应用的化妆品必须满足下列性能:安全性-毒性,刺激性稳定性有效性舒适性,毒性一般选用大白鼠、小白兔的急性口服或注射毒性试验中的半致死量,即毒性值用致死量的50%的剂量表示(LD50),一般LD50大于5000mg/kg,其毒性较小,安全性大。LD50大于2000mg/kg即为低毒性物质。开发新的化妆品原料时,应作毒性试验测定LD50值,小于2000mg/kg的物质,使用应谨慎。,指化妆品涂布于人较为敏感的部
2、位时在一定的时间内,皮肤对化妆品所起的反应。具体实验方法是:将待验品涂布于肘或腹部面积为0.025*0.025m2,经48h后观察皮肤的反应,如发痒,红肿,出现丘疹为阳性。如无上述现象则为阴性。应注意的是由于个人差异的存在,在做刺激性试验时,被抽样的人应具有代表性,而且应大于25人。,第二节 化妆品的原料,化妆品开发的趋势:减少合成原料,尽可能采用从天然植物中提取的原料。要求产品的刺激性低、功能多、功效好。,化妆品的原料较多,按用途及性能,可分为基质原料和辅助原料两大类。各种原料及功能见表5-1和表5-2,表5-1 化妆品的基质原料,据常温时原料的物理形态而区别其称谓:常温下呈流态油性物质称为
3、油;呈半固态的脂肪质称为脂 呈固态的软性油料称为蜡,甘油脂肪酸酯,高碳脂肪酸与一元醇形成的酯,表5-2 化妆品的辅助原料,1.基质原料,基质原料是构成化妆品的根本,在化妆品中所占的比例最大。露类化妆品以油脂为基质原料;粉类是金属无机盐为基质原料;香水类以乙醇为基质原料。各类化妆品中的基质原料占有较大比例,添加适量的辅助原料,经适当的方式加工生产即形成化妆品商品。,由于化妆品的研究开发工作的深入发展,可用于化妆品的原料不断增加,但基质原料仍以下面几种为主:(1)油脂类原料油脂是动物脂肪,植物油,矿物油及蜡类的总称。一般溶于非极性有机溶剂及热的乙醇中,不溶或极微溶于水。能用于化妆品中的油脂主要包括
4、下列几种:,皮肤吸收效果:动物油植物油矿物油,(一)动植物油脂和蜡类,羊毛脂,自洗涤羊毛的废水中提取而成,是含有游离胆甾醇,或蜡醇及多种酸(多种高级脂肪酸酯)的复杂混合物,纯羊毛脂是黄色半透明,油性的粘稠软膏状半固体,几乎不溶于水,但如果与水混合,可逐渐吸收相当于其自身质量两倍的水分。或微黄色,有羊膻气味。,增加羊毛脂的滋润性和吸水性,功效:柔软皮肤,防止脱脂及保持水分防止皮肤皲裂。优良的润肤剂。羊毛脂白矿油和凡士林,烃类润肤剂无固定的乳化能力,几乎不被角质层吸收,仅靠吸留作用润肤。而羊毛脂易被皮肤吸收,不仅通过阻滞外表皮水分传递的损失起到润湿作用,同时使这些水乳化,优良的保湿剂或缓冲剂,易于
5、被皮肤吸收而无刺激性,亦有较强的乳化稳定性。,羊毛脂放多了会使产品颜色加深,并导致铺展性差,黏腻。特点及应用:助乳化剂,对眼睛刺激温和,对皮肤没有不良反应,具有提供很好的营养和柔软作用广泛用于护肤,护发,防晒制品,唇膏类化妆品和香皂生产中 口红,粉饼等压制制品中(良好的颜料分散性和粉体粘合作用),因有一定的气味和颜色,在化妆品中的应用受到限制。经化学方法改造结构后的羊毛脂衍生物,改善了其气味及颜色,保留了其柔软、润滑及防止脱脂等功能。,羊毛脂经高压催化加氢,得到无气味,几乎纯白色的羊毛醇,长期存放不易酸败,使用很普遍。,蜂蜡 蜜蜡,白蜡,黄蜡,由位于蜜蜂工蜂腹部八根蜡腺分泌的脂肪性蜡质,经精制
6、而成。从蜜蜂房提取,方法:将蜂房置于热水中加热,热水提取物顷于模中,然后摊成薄层,于日光下暴晒漂白即得。蜂蜡含虫蜡酸,棕榈酸,蜂蜡脂等,色泽微黄,略带蜂蜜气味。,蜂蜡的主要成分是十六酸三十酯*十六烯酸三十酯和二十六酸三十酯及少量游离酸和游离醇,含一种芳香性有色物质虫蜡素,天然蜂蜡:无定形,颜色由深棕至浅黄色,有特殊的蜂蜜香气。微溶于冷乙醇,完全溶于氯仿、醚以及不挥发油和挥发油。它与脂肪、油、蜡和树脂共熔时,可以与之混合。蜂蜡广泛用于化妆品、日化产品的各种配方中,如各种护肤的膏霜、乳液、口红、眼影等。,鲸蜡 从抹香鲸大脑中提取制得,主要成分是月桂酸,豆蔻酸,棕榈酸,硬脂酸及其他脂类,外观为珠白色
7、,半透明固体,无色无味在空气中易氧化酸败。,精制鲸蜡,角鲨烷人体皮脂中的有效成分。5%左右它与角鲨烯伴生存在于鱼肝油中,又名深海鲨鱼肝油,是将鱼肝油加氢蒸馏而得。无色透明油状粘稠液体,几乎无腥味,能与醚、苯、氯仿和四氯化碳混合,微溶于甲醇、乙醇、丙酮和冰醋酸,不溶于水。,角鲨烷的化学稳定性好,无刺激,使用感极佳,还可抑制霉菌的生长。其凝固点为-31,常用作基础化妆品的油性原料,在洁面乳液,洗手液,去指甲油液,去眼影膏等中用,可缓和对皮肤的刺激性。角鲨烷矿物油系烷烃,角鲨烷油腻感弱,且有良好的皮肤渗透性、润滑性及安全性,可用作膏霜、乳液、化妆水、口红及护发制品的油性原料。,橄榄油脂肪酸三甘油酯其
8、脂肪酸组分为:棕榈酸9.%;油酸82.5%;亚油酸6.0%;硬脂酸2.3%、花生酸0.2%和微量的肉豆蔻酸。,淡黄色或绿黄色透明液体,特殊香味和滋味。不溶于水,略荣誉90%酒精,可溶于乙醚、氯仿和轻质矿物油。碘值:80-88不易氧化;当温度降到0时橄榄油还能保持液体状态。,可食用,是食用油中对身体最有益的一种,含有大量的单不饱和脂肪酸和橄榄多酚。橄榄多酚具有抗氧化作用,这也是橄榄油不易氧化的主要原因。可减少心血管疾病,对人体健康有利。,用于化妆品,可润肤养肤,还有一定防晒作用。橄榄油对皮肤的渗透能力比羊毛脂、油醇差,但比矿物油佳。化妆品中,橄榄油作为赋脂剂和润滑剂用于按摩油、发油,防晒油和润肤
9、霜,抗皱霜,蒸发,口红等和W/O型香脂中。,霍霍芭油二十烯酸.乙位二十二烯酸.油酸.棕榈油酸.饱和脂肪酸.特点与其他油脂组成不同,不是脂肪酸三甘油脂,而是直链的但不饱和脂肪酸和直链的但不饱和脂肪醇组成的脂,性质淡黄色的油状液体,分子蒸馏的霍霍巴油为无色,无味透明液体 容易被皮肤吸收,与皮酯能混溶,用后不留油腻感 霍霍巴油取自西蒙得木果实。主要成分是不饱和高级醇和脂肪酸,有良好的稳定性,极易与皮肤融合,具有超凡的抗氧化性。另外,霍霍巴油还含有丰富维生素,具有滋养软化肌肤的功效。霍霍巴油的成分和海洋中抹香鲸蜡油的成分相似,是其惟一的代用品。适用:其可分解油脂的特性,对出油、粉刺、青春痘皮肤效果极佳
10、。,霍霍芭油矿物油很好的润肤剂,可增加皮肤弹性,减少面部皱纹,增加皮肤的柔软性。,前者形成的油膜与矿物油不同,可透过蒸发的水分,也能控制水分的损失。,芳香治疗法中应用最广泛,较好的按摩油。可用于各类护发、护肤、沐浴、防晒和医用制品中。5%-10%使用时要注意抑泡和易分层的特点。,椰子油:从椰子果肉中提取制得,主要成份为月桂酸和肉豆蔻三甘油脂,含有少量的硬脂酸、油酸、棕榈酸及挥发性油。半固体状,主要用作合成表面活性剂的原料。蓖麻油 从蓖麻籽中提取制得,主要成份为蓖麻油甘油酯,是一种具有特殊气味,外观无色或微黄的粘稠液体,著名的土耳其红油即为蓖麻油磺化产物。,CH3(CH2)10COOH 学名十二
11、(烷)酸,(二)矿物油和蜡,液体石蜡(石蜡油、白油、矿油)石蜡烃和环烷烃的饱和成份所组成,有的含有极微量的芳香烃。从石油精馏得到。收集常压下沸程为330-390的馏分,除去烯烃、芳烃或催化加氢即得到无色透明几乎无味的白油。C16-38无色无味无臭的粘性液体。,用于浴油、洗脸膏、雪花膏、冷霜、剃须膏、婴儿霜、发乳等。用量2%-35%。具有保湿、清洁、降低成本、快干、增加油感的作用。,凡士林(矿物脂、软石蜡)石油提取C16-32的高碳烷烃和高碳烯烃的混合物,具有保水效果好、安全、性质稳定,使化妆品不易氧化变为等优点。乳液制品、膏霜及唇膏、发蜡等制品中的油质原料中低档保湿品中大量使用的油分透气性差,
12、价格低廉。,石蜡(固体石蜡,矿蜡)CnH2n+2固态烷烃类混合物石油精炼产品白色,无色无味,含杂质的为黄色。用于高频瓷、复写纸、铁笔蜡纸、冷霜及胭脂,眉笔等化妆品。,(三)合成油脂和蜡,代表原料:硬脂酸、油酸、十六醇、十八醇、棕榈酸异丙酯等,特点:黏度低、延展性好、对皮肤渗透性好,无油腻感,(三)合成油脂和蜡,硬脂酸 从催化加氢后的植物油或牛脂中分离提取制得,外观为白色固体,成分:硬脂酸(55%)+棕榈酸(45%)十八烷酸 十六烷酸,CH3(CH2)14COOH,若含有较多的油酸,则颜色深。油酸含量高则凝固点第;硬脂酸容易泛黄(含双键),贮存过程易酸败。,硬脂酸是各种乳化剂和洗发膏的原料,用于
13、雪花膏、粉底霜、剃须膏、发乳和护肤乳液,是良好的保湿屏障,并具有珠光效果。其镁盐、锌盐等衍生物是化妆品中常用的良好乳化剂,由其配制成的香粉,粘附性好。,十六醇(鲸蜡醇)熔点45-50,由白鲸蜡中提制或由棕榈酸丁酯加氢还原制得。白色结晶 1%-5%保湿、成膜、滑感、控制粘度的作用,是很有用的保湿剂,赋予皮肤柔软、平滑感觉。,棕榈酸酯棕榈酸异丙酯 8%左右棕榈酸异辛酯 无色或浅黄色油状液体,无味,无臭,凝固点不同,辛酯凝固点低于丙酯刺激性也小于丙酯。,铺展性好,油而不腻唇膏、雪花膏、润肤露等类产品。辛酯使产品不随季节性变化。,聚硅氧烷聚二甲基硅氧烷及其一系列衍生物,含聚硅氧烷的化妆品的特性:润滑性
14、能好;抗紫外线辐射的性能好;抗静电性能好;透气性好;稳定性高,化学上惰性,对化妆品中其他活性成分无影响,匹配性好;无毒、无臭、无味,无刺激和过敏,安全性高,对某些皮肤病有一定疗效,如发汗困难型湿疹、神经性皮炎和职业性皮炎。,(2)粉类原料,(2)粉类原料香粉、胭脂等化妆品的基质原料均为粉类原料,其主要作用是滑爽、遮盖、收敛,一般为无机氧化物。(30%-80%)细度300目以上,水分含量2%以下,质量要求高,不能对皮肤有任何刺激,原料或制品的杂菌数应按规定小于10个/g,不得检出致病菌,原料的PH值也要加以控制。如碳酸钙的PH值要小于9.5,才能使粉类制品的PH接近7。原料或制品的重金属含量也应
15、加以控制,一般控制含铅量小于20mg/kg,含汞量小于3mg/kg,含砷量小于5mg/kg。化妆品用粉质原料因要求较高,故可用品种不多,一般都来自天然矿产粉末。主要品种有:滑石粉,高岭土,锌白,钛白粉及膨润土等。,滑石粉 天然滑石粉为结晶水的硅酸镁,薄片结构,分子式为:3MgO4SiO2H2O。其成分、色泽、质地随产地不同而异,以性质柔软,易于粉碎,光泽滑润者为上品。辽宁,山东,广西等地均有蕴藏,尤以辽宁海城的滑石矿床(粉红色滑石)为世界上著名的产地。,机械压碎,研磨成粉末状,其细度分200目,325目及400目等多种规格,色泽洁白,滑爽,柔软,相对密度为,不溶于水,酸,碱溶液及各种有机溶剂,
16、其延展性是粉料类中最佳者,但其吸油性及附着性稍差。在化妆品配方中,滑石粉对皮肤不发生任何化学作用,是制造香粉不可缺少的原料。,瓷土 又称高岭土,是一种天然粘土,主要成份为2SiO2Al2032H2O,为白色火淡黄色细粉,略带粘土气息,有油腻感。因产地不同,具有不同的组成,色泽。以色白、质地细腻为上品。我国高岭土分布非常广泛,几乎各省都有,目前,较著名的产地有安徽的祁门,江苏的苏州等。高岭土不溶于水,冷稀酸及碱中,但易于分散其中,对皮肤粘附性好。有抑制皮脂及吸收汗液的作用。其吸水吸油性对皮肤的附着力均较好。将其制成细粉,与滑石粉配合用于香粉中,能消除滑石粉的闪光性,且有吸收汗液的作用。被广泛用于
17、制造香粉,粉饼,水粉,胭脂等。,锌白(ZnO)经适当的方法制得。(将氧化锌,锌矿的整齐或碳酸锌加热制取的)。外观白色粉状,无色无味,遮盖力极强,对紫外线有一定的抵抗作用。在空气中能吸收二氧化碳而生产碳酸锌。能溶于酸,不溶于水及醇,高温时呈黄色,冷却后恢复白色,以色泽洁白,粉末均匀而无粗粒为上品。带碱性,因而可与油类原料调制成乳膏,富有较强的着色力和遮盖力,此外,锌白对皮肤微有起燥和杀菌的作用。用量:15%-25%,钛白粉(TiO2)从钛铁矿等天然矿石用硫酸处理得到的,其纯度为98%。无色,无臭,无味,非结晶粉末,化学性质稳定。不溶于水和稀酸,溶于热浓硫酸和碱。钛白粉是一种重要的白色颜料,也是迄
18、今为止世界上最白的物质,在白色颜料中其着色力和遮盖力都是最高的,着色力是锌白的4倍,遮盖力是锌白的2-3倍。当其粒度极细时,对紫外线透过率最小,故可用于防晒化妆品中。钛白粉的吸油性及附着性亦佳,只是其延展性差,不易与其它粉料混合均匀,故常与锌白粉混合使用,用量在10%以内。用途广泛,用作香粉,粉饼,粉乳等重要的遮盖剂及防晒品原料。,膨润土(皂土)粘土的一种,取自天然矿产,主要成分是Al2O3SiO2,为胶体性硅酸铝,是具有代表性的无机水溶性化合物。它不溶于水,但对水有较强的亲和力,遇水则膨胀到原来体积的8-10倍,加热后去吸收的水分。当ph值为7时,其悬浮液很稳定。膨润土易受电解质的影响,在酸
19、碱过强时,则产生凝胶,在化妆品中膨润土可用作乳液体系的悬浮剂及粉饼中的体质粉体。,云母粉 为含碱金属的钒土硅酸盐,自然界有天然矿床,产地不同,质地略有差异。由于粒度很细对皮肤粘附力强,但遮盖力弱。用适当的方法在云母粉上裹上一层二氧化钛即得到一种含云母80%,TiO220%左右的珠光粉质。,2、辅助原料,定义:能使化妆品成形、稳定,并赋予化妆品色、香及其他特定功能的原料称为辅助原料。辅助原料在化妆品所占比例不大,但却十分重要,配方中辅助原料添加量及种类是否适当,直接关系到:化妆品的存放时间,消费者是否乐于使用,其特定功能是否具备等重要问题。,(1)乳化剂 乳化剂是表面活性剂使用的一个方面。(2)
20、助乳化剂 能对乳化过程起辅助作用的物质称为助乳化剂。一般助乳化剂为无机物或有机的碱性化合物,如KOH、NaOH、硼砂、三乙醇胺、二乙醇胺等,此类化合物能与含羧酸基的化合物形成表面活性剂,因而具有一定的乳化功能。,(3)香精 香精的加入能赋予化妆品优雅舒适的香气,使消费者易于接受。选择合适的香型往往是化妆品配方成败的关键(各种香精的原料及香型以后讲),(4)色素 色素的加入能赋予化妆品一定的颜色,以满足消费者的感观及心理需求。化妆品中使用的色素分为天然色素、合成色素、无机色素三种。化妆品中使用的色素其质量标准与食用色素相近,选用时应注意。,(5)抑菌防腐剂 具有抑制细菌或其它微生物生长的物质称为
21、抑菌防腐剂。大部分化妆品中含有脂肪、蛋白质、维生素、胶质等有机物,易受到微生物作用而变质。因此,化妆品中必须加入适量的抑菌防腐剂,以保证产品在保质期内的质量。,常见的抑菌防腐剂的名称使用条件及用量见表5-3,(6)抗氧剂 具有防止氧化或延缓油脂酸败作用的物质称为抗氧剂。油脂的酸败分为水解酸败和氧化酸败,光照,水分,金属离子及氧化是酸败的条件,酸败后的油脂分子发生降解,并产生令人不愉快的气味,其黏度,色泽也发生变化。抗氧剂的作用是防止或延缓酸败的发生,使产品的贮存期延长,其用量一般为0.01%0.1%.,常用的抗氧剂一般为分子中含有还原基团的有机物,按结构可以分为以下几类:酚类:二叔丁基对甲酚等
22、醌类:维生素E等胺类:乙醇胺,二乙醇胺,谷氨酸等酸类:抗坏血酸,柠檬酸等无机物:磷酸,亚磷酸及其盐等,(7)洗涤发泡剂是一类在洗漱过程中产生泡沫的物质,为表面活性剂。(8)收敛剂 能使皮肤毛孔收缩的物质。常用的收敛剂为铝、锌等金属盐类,主要用于抑汗化妆品。,(9)粘合剂 粘合剂是使固体粉质原料粘合成型,或使含有固体粉质原料的膏状产物成为悬浮稳定的原料。在液体或乳状液类产品中粘合剂还兼有增稠、调节黏度,提高乳液稳定性的作用。常用的粘合剂为天然或合成树脂类高分子化合物,在水中可溶胀或溶解。如阿拉伯树胶,果胶,淀粉和纤维素以及它们的衍生物。,(10)滋润剂 滋润剂能保证产品在使用时有一定的湿度,起到
23、滋润作用。具有吸水保水作用的多羟基化合物,如甘油,丙二醇,山梨醇等均为常用滋润剂。(11)其他辅助原料 因使用目的及对象不同,在化妆品中加入一定的特殊原料后,常赋予化妆品某种特殊功能。如用于指甲油中的成膜物质硝化纤维;用于防晒霜中的水杨酸薄荷酯;用于防晒脱皮的2-羟基乙酸;用于治疗雀斑的白降汞(HgNH2Cl);用于卷发化妆品中的含巯基的化合物等,第三节 乳状液的制备,化妆品中用量最大的是膏霜类化妆品,乳化分散体系所占比重很大,因此,下面介绍乳状液的制备及乳化剂选择的有关内容。乳状液定义:将互不相容的两相以一定的粒度彼此分散所形成的分散体系,称为乳状液。,界面活性剂,亲水基,亲油基,亲水基:极
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