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化妝品配方中「天然、半合成＆合成－聚合物」應用... @MSMF 知識PART

jayden_MSMF

2020/10/10閱讀時間約 7 分鐘

在化妝品配方中，使用不同的「聚合物（polymer）」成分，可以提供：增稠、穩定、乳化、成膜／固定、流變／膚觸調節...等不同的效用

「聚合物（polymer）」已是化妝品（配方）組成中的基本班底。不管從化妝水、精華液、乳／霜、彩妝／粉底、睫毛膏至髮蠟......等等，都能發現「聚合物」成分的存在。

所謂「聚合物（polymer）」？

「聚合物（polymer）」中的「poly－」代表「多」；而「－mer」則表示「小單體」──所以「聚合物」，顧名思義：就是許多的小單體分子，彼此連接組成的巨大分子（複合體）。

化妝品３大類聚合物＆常見應用

化妝品配方中的聚合物，分為「天然聚合物、半合成聚合物＆合成聚合物」等３大類。(擷取自《Applications of Natural, Semi-Synthetic, and Synthetic Polymers in Cosmetic Formulations》Figure 1.）

1. 天然聚合物（natural polymers）

天然聚合物通常更受「消費市場（行銷端）」青睞，因為相對更具「生物相容性、安全性、與符合環保」訴求。

在產品標示中常見的：多醣、澱粉、纖維素、黃原膠、瓜爾豆膠、角叉菜膠、藻酸鹽、膠原蛋白或玻尿酸......等，都屬天然聚合物成分。

天然聚合物在化妝品配方中的常見應用：

皮膚調理劑（活性成分）──例如：膠原蛋白→抗老；多醣／玻尿酸→保濕；纖維素顆粒→去角質（磨砂）／吸油（控油）......等。
增稠／穩定劑──例如：纖維素、黃原膠、瓜爾豆膠、角叉菜膠、藻酸鹽等，能提升產品的稠度（e.g.化妝水→精華液）；也有助「乳化穩定」作用，防止「內相（乳化滴）」碰撞融合，最終導致分層。
偽乳化作用──利用「懸浮力」較強的膠體（e.g.黃原膠、角叉菜膠、結蘭膠）配伍，強迫「內相（油滴）」穩定分散在「外相（水相）」中，構成與「傳統－乳化體（配方）」相似的樣態。（另參→[配方] 雙B凝膠乳 (無乳化劑)）
膚觸調節／修飾劑──天然聚合物通常能提供較「厚重／滋潤」的膚感，能讓人感受所塗抹的產品，是「很有料」的（當然，缺點也在厚重／滋潤→往往導致塗抹後段「收乾」階段，殘留較久的黏感。）；乾燥後所形成的「薄膜」，可提供「平滑」表面，產生較滑順膚觸。

2. 半合成聚合物（semi-synthetic polymers）

半合成聚合物是經「人為加工」天然聚合物而成的成分──比起天然聚合物，更不怕被「微生物污染」的風險；同時也能更貼切地滿足產品（配方）需求，例如：幫助減少髮絲毛躁而需「抗靜電」特性，就將「非離子性」的瓜爾膠，經官能基修飾成「帶正電（離子性）」的陽離子型瓜爾膠。

在產品標示中常見半合成聚合物，有：甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙酸纖維素、乙醯化玻尿酸、羥丙基瓜兒膠羥丙基三甲基氯化銨、羥丙基澱粉磷酸酯......等。

半合成聚合物在化妝品配方中的常見應用：

皮膚調理劑（活性成分）──例如：乙醯化玻尿酸，經修飾提升玻尿酸的「親油性」，提升與皮膚的「親合力」，更容易滲入角質層中→發揮「保濕」效用。
增稠／穩定劑──例如：各類修飾的纖維素、或羥丙基澱粉磷酸酯等→能提升產品的稠度；也有助「乳化穩定」作用。
膚觸調節／修飾劑──例如：羥丙基瓜兒膠羥丙基三甲基氯化銨，陽離子型瓜爾膠→提供「抗靜電」效用。

3. 合成聚合物（synthetic polymers）

合成聚合物是化妝品配方中最具CP值的。因為它們可以針對「特定應用」進行定制，例如：將聚丙烯酸（e.g. Carbopol 940）修飾接上「C10-30烷基」親油性支鏈，成為丙烯酸/C10-30烷基丙烯酸聚合物，提升其「抓油（穩定油脂）」的能力，就能充當「膠體－乳化劑」使用（e.g. Pemulen TR-1，可乳化高達20%以上的油），由純粹的「水相－增稠劑」變成「乳化劑」使用。（另參→[配方] 雙B凝膠霜 Gel-Cream）

而且合成聚合物通常比天然的「便宜」許多（可以大規模／品質穩定地生產）；更不懼微生物污染風險；配伍相容性也易掌握；加上可以「有效期限」相對更久──故合成聚合物備受化妝品廠商青睞。

常見合成聚合物成分包含：聚丙烯酸、丙烯酸/C10-30烷基丙烯酸聚合物、聚丙烯醯胺、聚二甲基矽氧烷、聚季銨鹽、泊洛沙姆、聚乙二醇......等──超過九成以上的化妝品成分標示中，都能找到其中一身影。

合成聚合物在化妝品配方中的常見應用：

皮膚調理劑──例如：聚乙二醇→保濕劑；聚二甲基矽氧烷→封閉劑（鎖水保濕）。
增稠／穩定劑──例如：聚丙烯酸、丙烯酸/C10-30烷基丙烯酸聚合物、聚丙烯醯胺、聚乙二醇.→提升產品的稠度，也能幫助「乳化穩定」；泊洛沙姆→產生「隨溫度變化稠度」的熱可逆水性凝膠。
乳化劑／偽乳化作用──例如：丙烯酸/C10-30烷基丙烯酸聚合物→作為膠體乳化劑使用；聚丙烯酸、聚丙烯醯胺→增稠「懸浮／分散」油滴，製備成「偽乳化體」；泊洛沙姆→非離子型表面活性劑（e.g.眼唇卸妝液中使用，幫助卸妝）
膚觸調節／修飾劑──例如：聚乙二醇→產生滋潤感；聚丙烯酸→易「化水」帶來清爽感；聚二甲基矽氧烷→提供矽油獨特的絲滑膚觸；聚季銨鹽→「帶正電」幫助抗靜電作用。

補充：以上所提及「聚合物」僅作浮掠式描述，而且佔很所有「聚合物」中很小一部分。實際上即使相同INCI name顯示，往往不見得等於同一種原料。例如：Carbopol Ultrez 20 Polymer與Pemulen TR-1的INCI name同樣顯示為「Acrylates/C10-30 Alkyl Acrylate Crosspolymer」──但2者的配伍使用（目的）是有差異的。後者（TR-1）更側重其在「乳化效能」上的運用。

ＭＳＭＦ觀點

無法否認：「聚合物（polymer）」已是化妝品配方中很重要的「原料成分」之一！

即使不刻意調選某些聚合物成分，所擁有的護膚「活性」方面之作用──光是這些聚合物所構建「空間阻障」能力，幫助維持配方安定的作用，相信就會被99%以上的配方師納入配伍使用。畢竟，化妝品／保養品的保存期限不短（通常２～３年）；也不像食品類產品開封後，短時間（數小時～數天內）就會使用完畢。簡單搭配「聚合物」成分，使之更穩定，CP值高！

當然──回歸「調配」的實際面──還是要根據配方所設定的「目標／訴求功能」，選擇搭配「適當－物化特性」的聚合物成分。例如：想要防曬的抗水性高，搭配「疏水能力」強的聚合物（成膜劑）就是合理的選擇。

至於如何得出最佳的配伍組成？作出最優質的產品（配方）──就請「20%理論+80%實驗」努力吧！

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