化妝品增稠劑是各類化妝品配方的骨架結構和核心基礎,對產品的外觀、流變性質、穩定性、膚感等都至關重要。選擇常用和具有代表性的不同類型增稠劑,配制成不同濃度水溶液,測試其黏度、PH等理化性質,并采用定量描述分析法對其外觀、透明度以及使用時、使用后的多項膚感指標進行感官測試,查找文獻對各種類增稠劑進行總結和概括,可為化妝品配方設計提供一定的參考。

一、增稠劑分述

      能夠作為增稠劑的物質很多，從相對分子質量看有低分子增稠劑，也有高分子增稠劑；從功能團來看有電解質類、醇類、酰胺類、羧酸類和酯類等等。下面按化妝品原料的分類方法對增稠劑進行分類。

1.低分子增稠劑

• ①無機鹽類：

  用無機鹽來做增稠劑的體系一般是表面活性劑水溶液體系，最常用的無機鹽增稠劑是氯化鈉，增稠效果明顯。表面活性劑在水溶液中形成膠束，電解質的存在使膠束的締合數增加，導致球形膠束向棒狀膠束轉化，使運動阻力增大，從而使體系的黏稠度增加。但當電解質過量時會影響膠束結構，降低運動阻力，從而使體系黏稠度降低，這就是所說的“鹽析”。因此電解質加入量一般質量分數為1％-2％，而且和其他類型的增稠劑共同作用，使體系更加穩定。

• ②脂肪醇、脂肪酸類：

  脂肪醇、脂肪酸是帶極性的有機物，有文章把它們看成為非離子表面活性劑，因為它們既有親油基團，又有親水基團。少量的該類有機物的存在對表面活性劑的表面張力、omc及其他性質有顯著影響，其作用大小是隨碳鏈加長而增大，一般來說呈線性變化關系。其作用原理是脂肪醇、脂肪酸能插入(參加)表面活性劑膠團，促進膠團的形成，同時由于該極性有機物與表面活性劑的分子間有強烈的相互作用(碳氫鏈間的疏水作用加極性頭間的氫鍵結合)，使兩分子在表面上定向排列得很緊密，大大改變了表面活性劑膠束性質，達到增稠的效果。

二、增稠劑的分類

1.非離子SAA

• ①無機鹽
  氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、單乙醇胺氯化物、二乙醇胺氯化物、硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸二鈉和三磷酸五鈉等。

• ②脂肪醇和脂肪酸
  月桂醇、肉豆蔻醇、C12-15醇、C12-16醇、癸醇、己醇、辛醇、鯨蠟醇、硬脂醇、山崳醇、月桂酸、C18-36酸、亞油酸、亞麻酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、山崳酸等。

• ③烷醇酰胺類
  椰油二乙醇酰胺、椰油單乙醇酰胺、椰油單異丙醇酰胺、椰油酰胺、月桂酰-亞油酰二乙醇酰胺、月桂酰-豆蔻酰二乙醇酰胺、異硬脂二乙醇酰胺、亞油二乙醇酰胺、豆蔻二乙醇酰胺、豆蔻單乙醇酰胺、油二乙醇酰胺、棕櫚單乙醇酰胺、蓖麻油單乙醇酰胺、芝麻二乙醇酰胺、大豆二乙醇酰胺、硬脂二乙醇酰胺、硬脂單乙醇酰胺、硬脂單乙醇酰胺硬脂酸酯、硬脂酰胺、牛脂單乙醇酰胺、小麥胚芽二乙醇酰胺、PEG(聚乙二醇)-3月桂酰胺、PEG-4油酰胺、PEG-50牛脂酰胺等。

• ④醚類
  鯨蠟醇聚氧乙烯(3)醚、異鯨蠟醇聚氧乙烯(10)醚、月桂醇聚氧乙烯(3)醚、月桂醇聚氧乙烯(10)醚、Poloxamer-n(乙氧基化聚氧丙烯醚)(n=105、124、185、237、238、338、407)等。

• ⑤酯類
  PEG-80甘油基牛油酯、PEC-8PPG(聚丙二醇)-3二異硬脂酸酯、PEG-200氫化甘油基棕櫚酸酯、PEG-n(n=6、8、12)蜂蠟、PEG-4異硬脂酸酯、PEG-n(n=3、4、8、150)二硬脂酸酯、PEG-18甘油基油酸酯/椰油酸酯、PEG-8二油酸酯、PEG-200甘油基硬脂酸酯、PEG-n(n=28、200)甘油基牛油酯、PEG-7氫化蓖麻油、PEG-40霍霍巴油、PEG-2月桂酸酯、PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯、PEG-150季戊四硬脂酸酯、PEG-55丙二醇油酸酯、PEG-160山梨聚糖三異硬脂酸酯、PEG-n(n=8、75、100)硬脂酸酯、PEG-150/癸基/SMDI共聚物(聚乙二醇-150/癸基/甲基丙烯酸酯共聚物)、PEG-150/硬脂基/SMDI共聚物、PEG-90。異硬脂酸酯、PEG-8PPG-3二月桂酸酯、鯨蠟豆蔻酯、鯨蠟棕櫚酯、C18—36酸乙二醇酯、季戊四硬脂酸酯、季戊四山崳酸酯、丙二醇硬脂酸酯、山崳酯、鯨蠟酯、三山崳酸甘油酯、三羥基硬脂酸甘油酯等。

• ⑥氧化胺
  肉豆蔻氧化胺、異硬脂氨基丙基氧化胺、椰油氨基丙基氧化胺、小麥胚芽氨基丙基氧化胺、大豆氨基丙基氧化胺、PEG—3月桂氧化胺等。

2.兩性SAA

• 鯨蠟甜菜堿、椰油氨基羥磺基甜菜堿等

3.陰離子SAA

• 油酸鉀、硬脂酸鉀等

4.水溶性高分子

• ①纖維素類
  纖維素、纖維素膠、羧甲基羥乙基纖維素、鯨蠟羥乙基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素等。

• ②聚氧乙烯類
  PEG-n(n=5M、9M、23M、45M、90M、160M)等。

• ③聚丙烯酸類
  丙烯酸酯/C10-30烷基丙烯酸酯交聯聚合物、丙烯酸酯／十六烷基乙氧基(20)衣康酸酯共聚物、丙烯酸酯/十六烷基乙氧基(20)甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十四烷基乙氧基(25)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基(20)衣康酸酯共聚物、丙烯酯酯/十八烷基乙氧基(20)甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/十八烷基乙氧基(50)丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯/VA交聯聚合物、PAA(聚丙烯酸)、丙烯酸鈉/乙烯異癸酸酯交聯聚合物、Carbomer(聚丙烯酸)及其鈉鹽等。

• ④天然膠及其改性物
  海藻酸及其(銨、鈣、鉀)鹽、果膠、透明質酸鈉、瓜爾膠、陽離子瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、黃蓍膠、鹿角菜膠及其(鈣、鈉)鹽、漢生膠、菌核膠等。

• ⑤無機高分子及其改性物
  硅酸鋁鎂、二氧化硅、硅酸鎂鈉、水合二氧化硅、蒙脫土、硅酸鋰鎂鈉、水輝石、硬脂銨蒙脫土、硬脂銨水輝石、季銨鹽-90蒙脫土、季銨鹽-18蒙脫土、季銨鹽-18水輝石等。

• ⑥其他
  PVM/MA癸二烯交聯聚合物(聚乙烯甲基醚/丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯聚合物)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)等。

5.表面活性劑類

• ①烷醇酰胺類
  最常用的是椰油二乙醇酰胺。烷醇酰胺能與電解質相容共同進行增稠并且能達到最佳效果。烷醇酰胺
  增稠的機理是與陰離子表面活性劑膠束相互作用，形成非牛頓流體。各種不同的烷醇酰胺在性能上有很大差異，而且單獨使用與復配使用其效果也不同，有文章報道了不同烷醇酰胺的增稠及泡沫性能。近來報道烷醇酰胺制成化妝品時有產生致癌物質亞硝胺的潛在危害。烷醇酰胺的雜質中有游離胺，它是亞硝胺的潛在來源。目前個人護理品工業對是否在化妝品中禁用烷醇酰胺還沒有官方意見。

• ②醚類
  在以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)為主活性物的配方中，一般僅用無機鹽即能調成合適的黏度。研究表明這是由于AES中含有未硫酸化的脂肪醇乙氧基化物，對表面活性劑溶液的增稠作出了顯著的貢獻。深入研究發現：對平均乙氧基化度約為3EO或10EO時起最佳作用。另外脂肪醇乙氧基化物的增稠效果與其產物中所含未反應的醇及同系物的分布寬窄有很大關系。同系物的分布較寬時產品增稠效果較差，愈是窄的同系物分布，可得到愈大的增稠效果。

• ③酯類
  最普通使用的增稠劑是酯類。最近國外又報道了PEG-8PPG-3二異硬脂酸酯、PEG-90二異硬脂酸酯和PEG-8PPG-3二月桂酸酯。這類增稠劑屬于非離子增稠劑，主要用于表面活性劑水溶液體系中。這類增稠劑不容易水解，在寬的pH和溫度范圍內黏度穩定。目前最常用的是PEG-150二硬脂酸酯。用來作為增稠劑的酯類，一般相對分子質量都較大，因此具有一些高分子化合物的性能。增稠機理是由于在水相中形成三維水化網絡，從而將表面活性劑膠束包含進去造成的。此類化合物除了在化妝品中用作增稠劑外，還可以作為潤膚劑和保濕劑。

• ④氧化胺
  氧化胺是一種有極性的非離子表面活性劑，其特征表現為：在水溶液中，由于溶液的pH值的不同，它顯示出非離子性，也可以顯示強離子性質。在中性或堿性條件下，即pH大于或等于7時，氧化胺在水溶液中以不電離的水化物存在，顯示非離子性。在酸性溶液中，它顯示弱的陽離子性，當溶液pH小于3時，氧化胺的陽離子性尤為明顯，因此它可以在不同的條件下與陽離子、陰離子、非離子和兩性離子等表面活性劑很好配伍并顯示協同效應。氧化胺是有效的增稠劑，當pH為6.4-7.5時，烷基二甲基氧化胺可使復配物黏度達13.5Pa.s-18Pa.s，而烷基酰胺丙基二甲基氧化胺可使復配物黏度達34Pa.s-49Pa.s，后者加入食鹽也不會降低黏度。

• ⑤其他
  少數甜菜堿和皂類也能作增稠劑(見表1)，其增稠機理和其他小分子的作用類似，都是通過與表面活性膠束相互作用達到增稠的效果。皂類可用于棒狀化妝品中的增稠，甜菜堿主要用于表面活性劑水體系中。

6.水溶性高分子增稠

許多高分子增稠劑增稠的體系不受溶液的pH值或電解質濃度的影響。另外，高分子增稠劑需較少的量就能達到所需要的黏稠度，比如一個產品需要表面活性劑增稠劑如椰油二乙醇酰胺的質量分數3.0％，達到同樣的效果僅需纖維素聚合物0.5％即可。大部分水溶性高分子化合物在化妝品工業不但用來作增稠劑，而且用來作懸浮劑、分散劑和定型劑等。

• ①纖維素類
  纖維素類在水基體系中是一類非常有效的增稠劑，廣泛應用于化妝品的各種領域。纖維素是天然有機物，它含有重復的葡萄糖苷單元，每個葡萄糖苷單元含有3個羥基，通過這些羥基可以形成各種各樣的衍生物。纖維素類增稠劑通過水合膨脹的長鏈而增稠，纖維素增稠的體系表現明顯的假塑性流變形態。使用量一般質量分數為1％左右。

• ②聚丙烯酸類
  聚丙烯酸類增稠劑自1953年Coodrich公司將Carbomer934引入市場至今已有40年的歷史了，現在這系列增稠劑已經有了更多的選擇(見表1)。聚丙烯酸類增稠劑的增稠機理有2種，即中和增稠與氫鍵結合增稠。中和增稠是將酸性的聚丙烯酸類增稠劑中和，使其分子離子化并沿著聚合物的主鏈產生負電荷，同性電荷之間的相斥促使分子伸直張開形成網狀結構達到增稠效果；氫鍵結合增稠是聚丙烯酸類增稠劑先與水結合形成水合分子，再與質量分數為10％—20％的羥基給予體(如具有5個或以上乙氧基的非離子表面活性劑)結合，使其卷曲的分子在含水系統中解開形成網狀結構達到增稠效果。不同的pH值、不同的中和劑以及可溶性鹽的存在對該增稠體系的黏度有較大影響，pH值小于5時，pH值增大黏度升高；pH值在5-10，黏度幾乎不變；但隨著pH值繼續升高，增稠效率又要下降。一價離子只降低體系的增稠效率，二價或三價離子不但能使體系變稀，而且當含量足夠時會產生不溶性沉淀物。

• ③天然膠及其改性物
  天然膠主要有膠原蛋白類和聚多糖類，但是作為增稠劑的天然膠主要是聚多糖類(見表1)。增稠機理是通過聚多糖中糖單元含有3個羥基與水分子相互作用形成三維水化網絡結構，從而達到增稠的效果。它們的水溶液的流變形態大部分是非牛頓流體，但也有些稀溶液的流變特性接近牛頓流體。它們的增稠效果一般與體系的pH值、溫度、濃度和其他溶質的存在有較大關系，這是一類非常有效的增稠劑，一般用量為0.1％-1.0％。

• ④無機高分子及其改性物
  無機高分子類增稠劑一般具有三層的層狀結構或—個擴張的格子結構，最有商業用途的兩類是蒙脫土和水輝石。其增稠機理是無機高分子在水中分散時，其中的金屬離子從晶片往外擴散，隨著水合作用的進行，它發生溶脹，到最后片晶完全分離，其結果形成陰離子層狀結構片晶和金屬離子的透明膠體懸浮液。在這種情況下，片晶帶有表面負電荷，它的邊角由于出現晶格斷裂面而帶有少量的正電荷。在稀溶液中，其表面的負電荷比邊角的正電荷大，粒子之間發生相互排斥，故不會產生增稠作用。隨著電解質的加入和濃度增加，溶液中離子濃度的增加，片晶表面電荷減少。這時，主要的相互作用由片晶間的排斥力轉變為片晶表面的負電荷與邊角正電荷之間的吸引力，平行的片晶相互垂直地交聯在一起形成所謂“紙盒式間格”的結構，引起溶脹產生膠凝從而達到增稠的效果。離子濃度進一步加大又會破壞結構發生絮凝導致降低稠度。這類增稠劑主要用于牙膏、香波、護發素、膏霜、乳液和止汗劑等的增稠。稠度一般隨著濃度的增加而迅速增大隨后趨于平緩，流變形態為觸變性。除具增稠性能外，在體系中還有穩定乳液、懸浮作用。其改性物主要是季銨鹽化(見表1)，改性后具有親油性，可用于含油量多的體系。

• ⑤聚氧乙烯類
  一般把相對分子質量大于25 000的產品稱作聚氧乙烯，而小于25 000的稱作聚乙二醇。聚氧乙烯的水溶液在質量分數為百分之幾時為假塑性流體，其水溶液傾向呈黏稠狀。如將浸入其中的物體從溶液中拉出，形成長拉絲和成膜。相對分子質量越大和相對分子質量分布越寬的黏稠性就越大，低相對分子質量和窄相對分子質量分布的聚氧乙烯黏稠性較低，其水溶液的黏度取決于相對分子質量大小、濃度、溫度和測量黏度時的切變速度。其溶液的黏度隨著相對分子質量的增大和濃度的增加而上升，隨著溫度上升(10℃～90℃)而較急劇下降。聚氧乙烯水溶液的假塑性隨相對分子質量的減小而降低，相對分子質量lXl05的水溶液流變性接近牛頓流體。增稠效果來源于高分子聚合物鏈溶解進表面活性劑體系中，增稠機理主要與高分子聚合物鏈有關，并不依賴于表面活性劑體系。聚氧乙烯的水溶液在紫外線、強酸和過渡金屬離子(特別是Fe3+、Cr3+和Ni2+)作用下會自動氧化降解，失去其黏度。

• ⑥其他
  PVM/MA癸二烯交聯聚合物(聚乙烯甲基醚／丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯聚合物)是新的一族化妝品增稠劑，在過去3年的個人護理品工業應用中它很快得到認可。它們能使乳液穩定、增稠，賦予極好的膚感，幾乎感覺不到黏性。能配制成透明定型凝膠、噴發膠和乳膠，可用于增稠醇類溶液、甘油和其他非水體系，可在無需乳化劑的情況下懸浮活性組分，在牙膏中它還能起到玉潔純的增效作用。
  PVP(聚乙烯吡咯烷酮)是一種既溶于水，又溶于多數有機溶劑的聚酰胺，外觀為白色或淡黃色粉末，或為透明液體，水溶性好，安全無毒，為綠色化學品。PVP廣泛應用于醫藥、化妝品、洗滌用品、飲料、紡織品、造紙、農藥和印刷等行業。PVP的增稠性能與其相對分子質量密切相關，在給定濃度的條件下，相對分子質量越大，其黏度也越大。pH值和溫度對PVP水溶液的黏度影響都不明顯，未交聯的PVP溶液沒有特殊的觸變性，除非濃度非常高時才會有觸變性，并顯示很短的松馳時間。