保養品配方之「表面活性劑(乳化劑)」原料概述@MSMF 知識PART

2019/01/06閱讀時間約 5 分鐘
從刷牙/洗臉/沐浴-清潔產品,到防曬/護膚/美容-保養品──都需要「表面活性劑(乳化劑)」的參與,並且是關鍵原料──唯有用對「表活」類型,才能有效發揮化妝保養品-功用...
因為「油」、「水」不互溶──所以需要「表面活性劑(乳化劑)」的參與
因為「油」跟「水」是不互溶的──它們更喜歡和〝自己人〞聚在一起,所以在相交會之處,會形成一界面膜──而這界面膜的強度,就被稱為「表面張力(Surface Tension)」。
所謂「表面活性劑(Surfactant)」就是指:可降低液體表面張力,或兩相間界面張力(如油/水-界面)的物質──打破2者之間的藩籬(界面膜),讓不互溶的雙方,能順利混合交融在一起。

那麼,為什麼保養品需要「表面活性劑」?

√讓卸妝液、洗面乳、沐浴露及洗髮精等清潔類產品←發揮清潔效用!

由於表面活性劑分子兼具「親油基 +親水基」結構──所以能同時:吸附油垢 +抓住水分子。因此,透過搓揉攪拌,當「油汙」被表面活性劑,緊緊包覆後,接著就能容易被大量清水-沖洗帶走,達清潔效用。
表面活性劑「清潔原理」示意圖

√幫助乳液、面霜等乳化體,甚至精華液、化妝水中的香精(油性)成分←不會-油/水分離,維持品質穩定!

從熱力學的觀點來看:將互不相溶的「油/水」混合在一起,本身就是一個熱力學不穩定的系統。
即使強加外力,迫使其相混──隨著時間流逝,最終依然會回復「油/水-分離」狀態──因為只有當油、水分隔為兩層時,兩者彼此間-所接觸的總面積最小,所以需要維持的表面張力的總能量最低,故最安定。
乳液/乳霜等「乳化體」在熱力學上是不穩定的系統──終會「油/水-分離」
所以,常見的乳液/乳霜等(乳化劑型)保養品,需要「表面活性劑」的存在,幫助「油/水相-混合狀態(乳化體)」維持穩定,以利撐過2-3年的化妝品通用保存期──另外,這些用於〝乳化體〞的表面活性劑,也被稱作「乳化劑」。

「表面活性劑(乳化劑)」類型

延續《保養品配方的五大結構組成 @MSMF 知識PART》介紹──「表面活性劑(乳化劑)」依結構可分為「離子型」與「非離子型」表面活性劑 2 大類。
「表面活性劑(乳化劑)」依結構可分為「離子型」與「非離子型」表面活性劑 2 大類
其中「離子型」表面活性劑,依其〝溶解於水中之電性〞──又能再細分出:陰離子、陽離子及兩性離子型-表面活性劑。

陰離子型-表面活性劑

  • 溶解於水中,表面活性劑親水基→解離帶有〝負電荷〞者。
  • 例如:月桂基硫酸鈉(SLS)、月桂醇聚醚硫酸酯鈉(SLES)......等。
  • 陰離子型表面活性劑,清潔效果優,多使用在卸妝液、沐浴、洗髮、潔顏等清潔類產品。
陰離子表面活性劑──SLS、SLES

陽離子型-表面活性劑

  • 在水中,表面活性劑親水基→解離帶有〝正電荷〞者。
  • 例如:十六烷基三甲基氯化銨(Cetrimonium Chloride)......等。
  • 陽離子表面活性劑,具抗靜電、柔順效果──但因陽離子表面活性劑,對皮膚刺激性高,故多使用在抗靜電/護髮調理類產品,一般皮膚用的保養品配方中較少見。
陽離子表面活性劑──Cetrimonium Chloride

兩性離子型-表面活性劑

  • 此類表面活性劑在水中解離後,親水基→同時帶有〝正電荷與負電荷〞者。
  • 例如:椰油醯胺丙基甜菜鹼(CAPB)......等。
  • 兩性離子表面活性劑,清潔效果稍弱於陰離子,但相對更溫和,多用於嬰幼兒清潔類產品。
  • 另兩性離子表面活性劑,容易受所在環境(溶液)的pH值影響──當溶液偏鹼,會呈現陰離子表活屬性;但當溶液偏酸,則表現出陽離子表活特性。
兩性離子表面活性劑──CAPB

非離子型-表面活性劑

  • 顧名思義,表面活性劑溶解於水中後,親水基→並不會解離而帶電荷,而是以其〝極性-官能基〞與水分子鍵結成氫鍵。
  • 例如:山梨糖醇油酸酯(Sorbitan oleate,別名 SPAN-80).....等;或透過化學合成,將油分子接上「親水性物質e.g.聚乙二醇(PEG)或聚甘油(Polyglycerol)」形成的聚山梨醇酯 80 (Polysorbate 80,別名TWEEN-80),聚甘油-3 硬脂酸酯(Polyglyceryl-3 stearate) ......等。
  • 非離子型在四類表面活性劑中,對皮膚刺激性最弱,所以在保養品中使用佔最大宗;並能與陰離子、陽離子或兩性離子表面活性劑,相互搭配使用。
非離子表面活性劑──SPAN-80、TWEEN-80、Polyglyceryl-3 stearate

總結:

配合不同的個人護理/保養需求,選用適當類型的「表面活性劑(乳化劑)」──如此,才能安全有效地發揮「該配方」應有之功用。
例如:應對洗髮後的靜電/毛躁問題,挑〝帶正電〞的陽離子表活,有利洗後髮絲的滑順;潔顏/沐浴乳,則選陰離子表活,更具清潔效率;而大多數會〝長時間停留於皮膚上〞的美容護膚品,則用非離子型表活,會比〝帶電性〞的陰離子或陽離子表活,來的更溫和、不刺激!
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