聚氧乙烯型表面活性剂在化妆品中的应用_黄荣

近10年来，我国表面活性剂工业得到迅速发展，产量不断扩大，品种不断增多。聚氧乙烯型表面活性剂是用具有如—OH，—COOH，—NH2和—CONH2等基团中的活泼氢原子的疏水性原料与环氧乙烷（EO）进行乙氧基化反应制得的。乙氧基化是生产表面活性剂，特别是非离子表面活性剂最重要的技术。该类表面活性剂具有分散、渗透、乳化、增溶、润湿、起泡和杀菌等多种功能，在化妆品中具有广泛的用途。1聚氧乙烯型阴离子表面活性剂该类表面活性剂是应用最广的一类，按亲水基种类不同可分为4类。1.1羧酸酯/盐型主要为脂肪醇聚氧乙烯醚或酚氧乙烯醚氧化后制得的烷基聚氧乙烯醚羧酸钠[1]，其水溶性与POE的链长有关，可与部分阳离子表面活性剂和所有其他类型的表面活性剂匹配，是一类泡沫温和的表面活性剂，在化妆品中可作为乳化剂、乳化稳定剂、洗涤剂和润湿剂。通式为：R（OCH2CH2）nOCH2COONaR=C12~15烷基，n=2～6。月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠具有良好的去污和乳化能力，耐硬水，与各种表面活性剂配伍性极佳，用于洗面奶和香波中。1.2磷酸单酯和双酯及其盐磷酸酯类表面活性剂是一种性能优良且应用广泛的表面活性剂[2]，具有优良的乳化、润湿、洗净、增溶和抗静电等功能，易生物降解，刺激性较低，热稳定性、耐碱、耐电解质和抗静电性均优于一般阴离子表面活性剂。磷酸酯表面活性剂从结构上分为单脂、双酯和三酯，其中，单、双酯及其盐属于阴离子表面活性剂，三酯为非离子表面活性剂。包括由脂肪醇或烷基酚经乙基化后再磷酸化，得到脂肪醇（或烷基酚）聚氧乙烯磷酸酯盐表面活性剂[3]，通式为：R（OC2H4）nOPO（OM）2，（R（OC2H4）n）2OPO（OM）R为烷基或烷基苯基，n=1～10，M=K+，Na+

或NH。脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯盐的性质随R基和M的不同及EO数目的改变而改变，兼有非离子和阴离子的特征，具有良好的乳化、润滑、抗静电、洗涤和缓蚀功能，可作为化妆品中的常用乳化剂和香波调理剂，改善湿梳性能。如聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯盐去污能力强且黏度高，是适用于餐具洗涤剂的重要原料，其综合性能和复配性能都很好。在脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯的基础上，人们又开发出烷基醇酰胺磷酸酯[4]，通式为：RCONH（CH2CH2O）nOPO（OH）2

RCONH（CH2CH2O）nOPO（OH）（OCH2CH2）nHNCOR

其具优良的乳化、分散、润湿、柔软和抗静电功能，在化妆品行业中得到广泛使用。1.3磺酸盐型磺酸盐表面活性剂化学稳定性好，表面活性强，是配制各类洗涤剂的主要活性物质（主要有月桂基聚氧乙烯醚磺酸琥珀酸酯二钠），随乙氧基数目和活性物含量不同，呈无色透明液体至淡黄色浆状物。其中，PEG-3月桂基磺基琥珀酸酯二钠是温和的表面活性剂，刺激小，用于香波和洗涤剂中，且适用于婴儿产品。同时，具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿和增溶性能，且能显著降低其他表面活性剂的刺激性，具有良好的生物降解性，泡沫丰富、细密稳定，

收稿日期：2010－12－13作者简介：黄荣（1964-），女，四川人，副教授。

聚氧乙烯型表面活性剂在化妆品中的应用黄荣（四川教育学院化学与应用化学系，四川成都610041）

摘要：综述了阴离子、阳离子、非离子、特殊类、高分子以及双子类聚氧乙烯型表面活性剂在化妆品中的应用，并对其发展前景进行了展望。关键词：表面活性剂；聚氧乙烯；化妆品；应用中图分类号：TQ423文献标识码：A文章编号：1006-7264（2011）01-0024-06

日用化学品科学DETERGENT＆COSMETICS第34卷第1期

2011年1月Vol．34No．1

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DOI:10.13222/j.cnki.dc.2011.01.008第1期性价比高，有优良的钙皂分散和抗硬水性能，复配性能好，能与多种表面活性剂和植物提取液复配形成十分稳定的体系。PEG-6月桂基磺基琥珀酸酯二钠有较好的乳化能力和分散能力，可用于生产膏状和乳液香波，作用温和，有调理作用，低泡，也可作增溶剂。PEG-10壬基酚磺基琥珀酸酯二钠可作为乳化剂、增溶剂和润湿剂。聚氧乙烯丁基葡萄糖苷单酯磺基琥珀酸酯使用较为普遍，刺激性极低，即使在硬水中也有良好的起泡性，具有较好的去污力。1.4硫酸酯盐型硫酸单酯盐的亲水基团是通过一个氧，即C—O—S键与憎水基连接，附加的氧使硫酸盐基团的溶解性比磺酸盐好，但比磺酸盐中的C—S键易于水解，由于硫酸盐在酸性介质中对水解的敏感性，使其应用受到限制。主要有烷基聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）[5]，通式为：R（OCH2CH2）nOSO3MR=C12~16烷基，n=2或3M=Na+，NH4+或[NH（C2H5OH）3]+。其刺激性小，水溶性和配伍性好，能防皮肤干裂粗糙,在正常使用情况下，AES对环境影响极小[5]。缺点是在酸性介质中的稳定性稍差，去污力次于LAS和AS。广泛用于洗发香波、淋浴液以及餐具洗涤剂和衣用液体洗涤剂中。主要有钠盐和铵盐，其铵盐的刺激性小，可用于婴儿产品配方。酰胺基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺盐和酰胺基聚氧乙烯醚硫酸镁是温和的阴离子表面活性剂，用于婴儿产品、温和香波及沐浴制品等清洁用品中。2聚氧乙烯阳离子型表面活性剂阳离子表面活性剂在化妆品中主要用作杀菌剂和抑菌剂，可用于护发用品方面，包括头发调理剂和头发定型凝胶，是有效的抗静电剂，可使头发柔顺。一般来说，它不具备去污能力，不能和阴离子表面活性剂配伍使用。主要有乙氧基化胺类[6]，由长链脂肪胺乙氧基化制得，大多数含15molEO以上的胺类。在常温下可溶于水，能与包括阴离子在内的各类表面活性剂匹配，主要用作乳化剂和调理剂，添加于护发和护肤用品中。通式为：RNH（CH2CH2O）x（CH2CH2O）yHR=椰子脂基、牛油脂基和油酸脂基，n为x+y的平均值。乙氧基化季铵盐和季铵盐乙氧基化后，其亲水性增加，水溶解度增大，可与阴离子表面活性剂在一定浓度范围内复配，配制调理香波和护肤乳液。RNH（CH2CH2）x（CH3）（CH2CH2O）yHR=椰子脂基、牛油脂基、油酸脂基、氢化牛油脂基和C12～18烷基，x+y=2~20。

3聚氧乙烯非离子型表面活性剂聚氧乙烯型非离子表面活性剂是由高级脂肪醇、高级脂肪酸、烷基酚和多元醇酯等与环氧乙烷加成而制得。链长度不同聚氧乙烯，可以合成一系列亲水性能不同的非离子表面活性剂，具有润湿、渗透、乳化和增溶等作用。它们是非离子表面活性剂中生产量最大、用途最广的一大类表面活性剂，在化妆品中应用非常广泛。3.1醚类3.1.1脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）[7]是近代非离子表面活性剂中最重要的一类产品，由脂肪醇和环氧乙烷直接缩合而成，生物降解性好，具有去污、脱脂、润湿、乳化和分散作用。以脂肪醇烷基链含12个～14个碳原子加成10个左右环氧乙烷的产物洗涤去污能力最好，是常用的洗涤剂成分。有9mol脂肪醇聚氧乙烯醚是低泡沫洗涤剂常用的非离子表面活性剂，油醇聚氧乙烯是优良的O/W乳化剂和增溶剂。通式为：[RO（CH2CH2O）nH]R=C12～18烷基、C12～18混合烷基、C13带支链的烷基和油醇基，n＝3～50。开发采用天然脂肪醇聚氧乙烯醚（FAEO）替代APEO是当前的趋向。FAEO能在短时间内生物降解90%，是无公害的非离子表面活性剂。在化妆品中用得最多的一类非离子乳化剂为BASF公司生产的聚氧乙烯-6鲸蜡硬脂醇醚（A6）和聚氧乙烯-25鲸蜡硬脂醇醚（A25）。产品具有较强的乳化能力，广泛用于护肤膏霜、乳液、护发产品、防晒产品、止汗剂和粉底霜等产品中。科宁公司生产的类似非离子乳化剂聚氧乙烯-2硬脂肪醇醚（S2）和聚氧乙烯-21硬脂肪醇醚（S21）也在化妆品中得到广泛使用。3.1.2脂肪胺聚氧乙烯醚由环氧乙烷与脂肪胺加成而生成，具有非离子和阳离子表面活性剂的特性。脂肪酰烷醇胺与环氧乙烷进行加成反应生成脂肪酰烷醇胺聚氧乙烯醚，易溶于水，具有与脂肪酰二乙醇胺相似的性能，广泛用于化妆品、洗涤剂和纺织工业等生产中。3.1.3烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）[8]是一类重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，主要产品包括辛基酚聚氧乙

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第34卷

烯醚（OP系列）和壬基酚聚氧乙烯醚（NP系列），具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特点。根据所含EO摩尔数的多少，可发挥各自的润滑性、渗透性、乳化-分散性和去污力，具有乳化、润湿、去污和破乳作用，在较宽的pH和稳定范围内都很稳定，可作为各种洗涤剂的乳化剂。过去，曾大量用于洗涤剂配方中，但由于APEO的烷基带支链使生物降解性很差，按照欧洲法则2003/53/EC，从2005年1月17日起，欧洲对APEO的使用进行了严格的限制，目前已有减少使用的趋势，而主要改用生物降解性能好的碳脂肪醇聚氧乙烯醚。积极使用和开发替代APEO的环保原料已刻不容缓[8]。通式为：R—C6H4—（CH2CH2O）nHR=C8～9烷基。二壬基酚聚氧乙烯醚（DNP）系列产品是一种具有润湿、渗透、净洗、起泡、分散以及螯合等功能的低毒、低刺激和稳定性良好的多功能表面活性剂，其毒性和刺激性较壬基酚低，生物降解性较单壬基酚高[9]。3.1.4乙氧基化羊毛脂羊毛脂的极性基团（如羟基）与环氧乙烷发生加成反应，可加成5mol～100mol的环氧乙烷，羊毛脂的游离酸和醇也可同时发生加成反应。当聚氧乙烯链增长时，水溶性和表面活性增加，同时也保持其润肤性能，可作为乳化剂、增溶剂、悬浮剂和润肤剂，广泛用于各类护肤和护发产品中。聚氧乙烯羊毛油可作为O/W乳化剂，具有温和清洁皮肤的作用。聚氧乙烯氢化羊毛脂稳定性高，可作为O/W乳化剂和粉剂的分散悬浮剂，与各种活性成分相容，保存了天然羊毛脂的许多特性。聚氧乙烯羊毛醇醚有加溶作用和形成凝胶性质，是温和且优良的乳化剂，是比聚氧乙烯脂肪醇醚更有效的增稠剂，可作为W/O型及O/W型乳化剂。3.2脂肪酰胺类脂肪酰胺类表面活性剂由于酰胺键的存在，因而耐水解性增强，且毒性低，生物降解性好，不刺激皮肤，是优良的非离子表面活性剂[10]。其中，烷醇酰胺类表面活性剂开发较活跃，其优良的增泡、稳泡、增稠和乳化等性能在化妆品中得到广泛应用。聚氧乙烯酰胺一般是在碱性条件下，脂肪酰胺与环氧乙烷加成得到的产物。它的水溶性取决于烷基碳链长短和EO摩尔数，可用作乳化剂、分散剂及匀染剂等。RCONH（CH2CH2O）nHR=月桂基、油酸脂基及氢化牛油脂基n=3,5,6,50……乙氧基化脂肪酸单乙醇酰胺由于易生物降解、耐水解且保留了脂肪酸中的双键，而有望替代脂肪醇聚氧乙烯醚。3.3脂肪酸酯类脂肪酸在催化剂的作用下可以与环氧乙烷加成，形成亲水基与疏水基，得到由酯键连接的聚氧乙烯型非离子表面活性剂[11]。根据脂肪酸原料和醇类品种，脂肪酸酯类表面活性剂分为一元醇酯、二元醇酯、甘油酯、多元醇酯和糖酯[11]。3.3.1一元醇酯乙氧基化脂肪酸甲酯（MEE）是新型的非离子表面活性剂[12,13]，具有优良的去污能力、良好的润湿能力和较强的渗透能力。分子中的酯键及末端甲氧基封端，发泡能力低，无毒，易于生物降解，性质温和，是利用其本身反应性能开发的绿色表面活性剂。3.3.2乙氧基化甘油酯甘油酯包括脂肪酸单酯、双酯、三酯和聚甘油酯。乙氧基化单甘油酯是水溶性润滑剂，其水溶性取决于含EO摩尔数，可作为富脂剂、增溶剂和乳化剂。通式为：RCOOCH2CH（OCH2CH2）xOHCH2（OCH2CH2）yOXRCO＝月桂酰基、硬脂酰基、蓖麻油酰基、牛油酰基和油酰基，x+y=8,15,40。乙氧基化蓖麻油[14]由羟基甘油酯（如亚麻油酸甘油酯，蓖麻油和三羟基硬脂酸甘油酯等）乙氧基化后制得，用作W/O型和O/W型乳液的乳化剂和助乳化剂。用于护肤品中，是很好的润滑剂；在香波和泡沫剂用作富脂剂。含较少EO摩尔的聚氧乙烯氢化蓖麻油可作为维生素A和维生素E的增溶剂，50molEO可作为香精增溶剂。乙氧基化天然甘油酯由天然植物油乙氧基化后制得，保存了天然油脂的功能，同时，增加水溶性和分散性，无毒、低刺激、不水解、稳定、使用安全且生物降解性好。PEG-20杏仁油、月见草油和玉米油可作为乳化剂、富脂剂、保湿剂、分散剂、柔润剂和增塑剂，用于发用品及浴油中。PEG-40玉米油、杏仁油和棕榈油用作发用品的润滑剂和富脂剂，PEG-70玉米油、杏仁油和棕榈油用作各类化妆品的润滑剂、富脂剂、乳化剂和增溶剂。乙氧基化聚甘油酯在低浓度时都有良好的表面活性，主要作为食品和化妆品的乳化剂，如聚氧乙烯脂肪酸聚甘油酯为O/W型非离子乳化剂。3.3.3糖酯来源于可再生资源，具有环境相宜性，对皮肤温和，发泡能力好。大多数糖基表面活性剂是非离子活