陽(yáng)離子聚合物對(duì)頭發(fā)調(diào)理性的研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了陽(yáng)離子聚合物對(duì)頭發(fā)調(diào)理性的研究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《日用化學(xué)品科學(xué)》2014年第五期

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1頭發(fā)樣品實(shí)驗(yàn)中所用未受損及受損的亞洲頭發(fā)是通過(guò)美國(guó)IHI公司購(gòu)買(mǎi)。發(fā)束在使用前用5％的十二烷基硫酸醚鈉(SLES/2EO)溶液清洗2遍，然后加上0.2g香波樣品/1g頭發(fā)，搓揉30s。發(fā)束在2L/min、35℃~40℃水溫的水龍頭下清洗，在室溫下晾干。在累積性實(shí)驗(yàn)中，以上步驟重復(fù)5遍。

1.2陽(yáng)離子聚合物和硅油陽(yáng)離子瓜爾膠（INCI名：瓜兒膠羥丙基三甲基氯化銨（GHPTC），商品名：N-HanceTM3196）和丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨/丙烯酰胺共聚物與陽(yáng)離子瓜爾膠的混合物（INCI名：丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨/丙烯酰胺共聚物（PolyAPTAC-ACM）（和）瓜兒膠羥丙基三甲基氯化銨（GHPTC），商品名：N-HanceTM4572）由美國(guó)亞什蘭公司生產(chǎn)。陽(yáng)離子纖維素（INCI名：聚季銨鹽10(PQ-10)，商品名：JR-400）在中國(guó)市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)。小粒徑硅油（SPS）（INCI名：聚二甲基硅氧烷醇(和)十二烷基苯磺酸TEA鹽，陰離子型乳液，商品名：DC1785，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，粒徑<1μm)，大粒徑硅油（LPS）（INCI名：聚二甲基硅氧烷（和）椰油酰胺丙基甜菜堿（和）C12~15鏈烷醇聚醚-3（和）瓜兒膠羥丙基三甲基氯化銨，非離子型乳化物，商品名：DC7137，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，粒徑>30μm)和氨基硅油（ADM）（INCI名：氨甲基硅氧烷和十六烷基三甲基氯化銨及聚氧乙烯(12)三類(lèi)烷醚，陽(yáng)離子型乳液，商品名：DC949，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%，粒徑<1μm)均由DowCorning公司提供。樣品配方中的其他成分如表1所示。含有陽(yáng)離子瓜爾膠和硅油的某市售香波作為參照樣品。

1.3評(píng)估方法2％的溶液（表1配方中的陽(yáng)離子聚合物/SLES/CAPB/NaCl比例為0.2/12/2/1）用水稀釋到20倍。在稀釋過(guò)程中，溶液的透明度通過(guò)紫外光譜儀(AgilentCary300)在600nm處測(cè)定。樣品在稀釋過(guò)程中的絮膠形成通過(guò)溶液的透明度來(lái)進(jìn)行研究。發(fā)束上的相對(duì)表面硅油沉積量（RSSL）通過(guò)紅外光譜(ThermoNicolet380)進(jìn)行測(cè)定，所測(cè)得的硅油峰高（796.5cm-1）與頭發(fā)本身的參考峰面積（940.1cm-1~919.9cm-1）的比值為RSSL。發(fā)梢/發(fā)根的硅油選擇性是通過(guò)受損（漂白）頭發(fā)和未受損頭發(fā)的RSSL比值來(lái)定義的，因?yàn)榘l(fā)梢相對(duì)來(lái)說(shuō)受損嚴(yán)重，而發(fā)根為未受損頭發(fā)。漂白發(fā)束的濕梳理力是通過(guò)質(zhì)構(gòu)分析儀（TA.XTPlus，StableMicroSystemsLtd）來(lái)測(cè)得，梳理速度為5mm/s。每一個(gè)樣品梳理3次得到平均值。發(fā)束的接觸角通過(guò)儀器，使用文獻(xiàn)上的方法測(cè)定。

2結(jié)果和討論

2.1絮膠形成陽(yáng)離子聚合物溶于未稀釋的香波中，但在搓揉和洗滌過(guò)程中形成不溶于水的絮膠，沉淀出來(lái)并沉積到頭發(fā)上。香波中的其他活性物質(zhì)，如硅油或ZPT等，被同時(shí)包裹在絮膠中，沉積到頭發(fā)上。在現(xiàn)實(shí)生活中，洗發(fā)水揉搓階段大概在1倍~5倍的稀釋程度，而漂洗階段為5倍~20倍的稀釋程度。透明度曲線(xiàn)的峰值越大，表明陽(yáng)離子聚合物形成的絮膠越多，因此，聚合物和硅油在頭發(fā)上的沉積量越多，調(diào)理性越好。3種陽(yáng)離子聚合物在稀釋過(guò)程中均形成絮膠，溶液的透明度在稀釋過(guò)程中首先下降，然后增加，如圖1所示。值得注意的是，PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物的曲線(xiàn)峰值最大，其在早期稀釋過(guò)程中形成的絮膠含量最多，之后在漂洗階段迅速下降。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在早期搓揉過(guò)程中形成的絮膠含量越多，所包裹的硅油和陽(yáng)離子聚合物在頭發(fā)上沉積的越多，頭發(fā)的干濕調(diào)理性能越好。絮膠含量在漂洗階段迅速下降表明，未沉積在頭發(fā)上的聚合物可以很容易地被沖洗掉，而在漂洗階段產(chǎn)生較少沉積。

2.2未受損頭發(fā)上的硅油沉積當(dāng)硅油沉積到頭發(fā)表面，液滴在發(fā)絲上形成均勻的薄層。在未受損頭發(fā)上的硅油沉積是通過(guò)測(cè)定發(fā)束上的相對(duì)表面硅油沉積量（RSSL）來(lái)表征，如圖2所示。含有PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物的香波比其他2種聚合物可以沉積更多的小粒徑硅油（SPS），小粒徑/大粒徑硅油混合物（SPS/LPS）和氨基硅油（ADM）。而由于未受損頭發(fā)的表面較為疏水，同樣疏水的大粒徑硅油和頭發(fā)表面具有更高的親和性，因此，不含聚合物的香波反而沉積更多的大粒徑硅油。但太多的且沒(méi)有控制的硅油沉積會(huì)使頭發(fā)具有油膩感，而不被消費(fèi)者接受。作為參照樣品的市售香波RSSL為0.4，屬于中等范圍內(nèi)的沉積。由于太多的硅油沉積會(huì)使頭發(fā)具有油膩感，因此，消費(fèi)者不希望在香波多次洗滌后具有累積性。硅油在頭發(fā)上的累積通過(guò)洗滌5次后所測(cè)定的RSSL進(jìn)行評(píng)價(jià)，如圖3所示。小粒徑硅油、氨基硅油和市售香波沒(méi)有累積性，對(duì)所有陽(yáng)離子聚合物表現(xiàn)出的RSSL均保持不變。但對(duì)于大粒徑硅油，小粒徑/大粒徑硅油混合物來(lái)說(shuō)，不含聚合物和含有PQ-10的香波表現(xiàn)出嚴(yán)重的累積性，而GHPTC和polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物沒(méi)有顯著的硅油累積。此結(jié)果表明，調(diào)理香波中含有這2種聚合物具有理想的抑制大粒徑硅油累積在頭發(fā)上的效果。理想的RSSL范圍應(yīng)為0.5～1.0，聚合物polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物沉積硅油的含量較高，但通過(guò)降低香波中的硅油含量，可以使其沉積的硅油含量達(dá)到正常的范圍。

2.3漂白頭發(fā)上的硅油沉積頭發(fā)容易因?yàn)楦鞣N原因受損，包括環(huán)境影響、梳理時(shí)的機(jī)械磨損以及化學(xué)處理（如漂染頭發(fā)）。與未受損的頭發(fā)相比，漂白后的頭發(fā)更加親水，并難于梳理。因此，在大多數(shù)情況下需要使用調(diào)理性香波。陽(yáng)離子聚合物在漂白和受損的頭發(fā)上較易沉積，在濕發(fā)階段改善梳理性。這是因?yàn)槠最^發(fā)表面帶有較多的陰離子，可以和陽(yáng)離子聚合物產(chǎn)生靜電吸引。而硅油沉積與陽(yáng)離子聚合物相比具有完全不同的沉積機(jī)理。與親水性的漂白頭發(fā)相比，硅油液滴更容易在疏水性的頭絲表面形成均勻的薄涂層，因此調(diào)理性香波在漂白頭發(fā)上沉積的硅油含量比未受損頭發(fā)上更低。如圖4所示，不含聚合物和含有PQ-10的香波在漂白頭發(fā)上對(duì)所有硅油幾乎都沒(méi)有沉積。含polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物的香波沉積的小粒徑硅油，小粒徑/大粒徑硅油混合物最多，沉積的氨基硅油和GHPTC相當(dāng)。大粒徑硅油幾乎沒(méi)有沉積，因此不適合用于漂白頭發(fā)。所測(cè)試的市售香波在漂白頭發(fā)上同樣未沉積足夠的硅油。硅油在漂白頭發(fā)上的累積性的結(jié)果如圖5所示，洗滌5次后的結(jié)果與1次的類(lèi)似，所有測(cè)試的樣品均沒(méi)有累積性。

2.4發(fā)梢/發(fā)根的硅油選擇性新長(zhǎng)出的發(fā)根是完全未受損的發(fā)質(zhì)，但很容易由于各種物理磨損和化學(xué)處理而損傷，因此發(fā)梢通常為受損的，親水性的發(fā)質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)中所用的未受損的頭發(fā)與發(fā)根類(lèi)似，而受損（漂白）的頭發(fā)與發(fā)梢類(lèi)似。發(fā)梢/發(fā)根的硅油選擇性可以定義為受損（漂白）的頭發(fā)與未受損的頭發(fā)的RSSL之比。由于硅油在未受損的頭發(fā)上沉積更多，因此其比值永遠(yuǎn)小于100％，比值越高越顯示硅油在從發(fā)根到發(fā)梢的整個(gè)發(fā)束上均勻分布。如圖6所示，GHPTC和polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物對(duì)于小粒徑硅油，小粒徑/大粒徑硅油混合物和氨基硅油的選擇性比值較高。由于帶正電荷的氨基硅油可以通過(guò)離子鍵更加容易吸附在帶負(fù)電荷的受損頭發(fā)表面，更適合用于針對(duì)受損發(fā)質(zhì)的調(diào)理性香波。不含聚合物和含有PQ-10的香波的RSSL值均小于0.05，表明在未受損的頭發(fā)或漂白頭發(fā)上幾乎未沉積硅油，其針對(duì)發(fā)梢/發(fā)根的硅油選擇性的數(shù)據(jù)沒(méi)有任何意義。

2.5接觸角當(dāng)硅油沉積在漂白頭發(fā)上，原本親水性的頭發(fā)表面會(huì)變得更加疏水，干梳理力降低，手感柔軟，外觀(guān)更具光澤。未受損頭發(fā)和經(jīng)過(guò)不同的香波樣品處理后的漂白頭發(fā)的動(dòng)態(tài)接觸角如圖7所示。未受損頭發(fā)的表面非常疏水，其接觸角為108.5，經(jīng)過(guò)100s后略有下降。而漂白頭發(fā)非常親水，接觸角為41.52，經(jīng)過(guò)100s后幾乎減小到0。用polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物的香波處理過(guò)的漂白頭發(fā)的接觸角經(jīng)過(guò)100s后為最高，然后是GHPTC、PQ-10和不含聚合物香波。接觸角越高表明頭發(fā)表面越疏水，所以表明越多的硅油沉積在頭發(fā)上。接觸角結(jié)果很好地驗(yàn)證了硅油沉積的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.6濕梳理力除了硅油外，調(diào)理香波中的陽(yáng)離子聚合物也會(huì)在搓揉和漂洗階段，通過(guò)形成絮膠沉積在頭發(fā)表面上。沉積的硅油可以使頭發(fā)的梳理力降低，表面更疏水，感覺(jué)更柔軟，以及光澤度更好。而陽(yáng)離子聚合物可以使?jié)癜l(fā)的梳理力減少。經(jīng)過(guò)不同處理的漂白頭發(fā)的濕梳理力如圖8所示。未經(jīng)處理的漂白頭發(fā)的濕梳力大約90g，經(jīng)過(guò)polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物香波處理過(guò)的漂白頭發(fā)，濕梳力減少得最多，而不同的聚合物對(duì)于大粒徑硅油幾乎沒(méi)有區(qū)別。相比其他硅油類(lèi)型，氨基硅油和polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物，以及GHPTC的香波，可以使漂白頭發(fā)濕梳力減少得最多。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次表明，氨基硅油是調(diào)理漂白頭發(fā)的首選，并且其與polyAPTAC-ACM/GHPTC混合物共同使用調(diào)理效果最佳。

3硅油沉積機(jī)理

在中國(guó)市場(chǎng)上，小粒徑硅油、大粒徑硅油、大小粒徑硅油混合物和氨基硅油都在調(diào)理性香波中使用。本實(shí)驗(yàn)中3種陽(yáng)離子聚合物在調(diào)理性香波的稀釋過(guò)程中均形成絮膠。小粒徑硅油和氨基硅油在乳液中的粒徑較小，因此，可以很容易地包裹在絮膠中，沉積在頭發(fā)上的效果比沒(méi)有陽(yáng)離子聚合物的香波要好。而大粒徑硅油在乳液中的粒徑較大（大于30μm），因此無(wú)法包裹在絮膠中，如圖9所示。與小粒徑硅油相比，大粒徑硅油在頭發(fā)上的沉積是通過(guò)完全不同的機(jī)理，由硅油和頭發(fā)表面的親和性決定的。因此，未含聚合物的香波可以在未受損頭發(fā)的疏水性表面沉積大量的疏水性的硅油，而在親水性的漂白頭發(fā)表面幾乎沒(méi)有沉積到任何硅油。由于這種在未受損頭發(fā)上的硅油沉積是不受控制的，因此未含聚合物和PQ-10的香波的硅油累積性是非常顯著的。GHPTC和PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物可以在香波中抑制大粒徑硅油的累積，這對(duì)配方工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的優(yōu)點(diǎn)。由于帶正電荷的氨基硅油可以通過(guò)離子鍵更加容易地吸附在帶負(fù)電荷的受損頭發(fā)表面，因此更適合用于針對(duì)受損發(fā)質(zhì)的調(diào)理性香波。

4結(jié)論

研究結(jié)果表明，所測(cè)試的3種陽(yáng)離子聚合物在稀釋過(guò)程中均可以形成絮膠。PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物在透明度曲線(xiàn)上形成的峰最大，形成的絮膠量最多。因此，陽(yáng)離子聚合物和硅油在頭發(fā)上的沉積量最多，調(diào)理性最好。調(diào)理性香波中的PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物在未受損和漂白的頭發(fā)上沉積最多的小粒徑硅油和氨基硅油。同時(shí)GHPTC和PolyAPTAC-ACM/GHPTC混合物對(duì)硅油在頭發(fā)上的沉積沒(méi)有累積性，在沒(méi)有聚合物和使用PQ10的配方中，大粒徑硅油和其與小粒徑硅油混合使用，對(duì)于未受損頭發(fā)產(chǎn)生累積性。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于，小粒徑硅油通過(guò)包裹在絮膠中沉積在頭發(fā)上，而大粒徑硅油是通過(guò)和頭發(fā)表面的親和性來(lái)沉積，而其沉積在未受損頭發(fā)疏水性表面具有累積性。濕梳理力和接觸角的結(jié)果也證明了以上的結(jié)果。

作者：瞿欣張昊麗娟吳曉慧凌峰單位：美國(guó)亞什蘭公司特種添加劑部門(mén)