#科技创新论坛 张婉萍:乳霜化妆品基质载体微观结构

张婉萍强调:“任何时候,化妆品的核心都是化妆品配方基质,离开化妆品配方与基质,再好的原料都很难体现其预期的作用及功效。原料在不同基质下,怎么应用,有什么差异,这些都离不开基质核心。”

11月21日,由珀莱雅总冠名,聚美丽主办的2018(第五届)中国化妆品创新大会-科技创新论坛在上海·1933老场坊举行。本次论坛围绕化妆品技术和创新等课题展开,会议吸引了数百位研发人员到场。

上海应用技术大学教授张婉萍作为特邀演讲嘉宾,为现场观众带来了《乳霜化妆品基质载体微观结构对功效性的影响》的演讲,以下为演讲实录:

在化妆品行业里,预期和现实往往有很大的差距。差距在哪里呢?比如祛斑化妆品原料来说,大家认为高大上有效的祛斑成分应用到基质体系,涂抹到皮肤上达不到的预期效果。

另外,在具有高防晒指数的产品开发方面,防晒产品的标识允许标注SPF50+,意味着需要开发高防晒指数产品,而新型防晒剂的开发与准入几乎不可能。如果一味提升防晒剂的含量,姑且不说防晒剂有一个限用量,当高效防晒剂带来高防晒性能的时候,很可能它的刺激性会很高、肤感会很差。这时候不开心的是消费者,消费者不开心的时候,不会买你的产品。而提升防晒指数的关键就在于基质。

因为对于消费者来说,只能拿到一个完整的化妆品产品,没法拿到化妆品原料直接应用到皮肤上,这时候原料在不同的基质就产生了不同的作用。

我更多的工作就是来做这个基质,虽然目前我们行业里,大家更多的精力在原料,但是这一切离不开基质核心。前两天在广州做演讲的时候,我说任何时候,化妆品的核心都是化妆品配方,离开化妆品配方与基质,再好的原料都很难体现其预期的功效。

我们来看一下,这是传统的水包油、油包水。大家对于水包油很熟悉。配方工程师可以很快的学习水包油的产品,水包油的体系。而针对于油包水,大家没有太多的成熟的经验。

对于特殊结构乳状液,在十多年前提到这些名称的人都很少。现在我们行业里面,大家至少都知道这样的乳化体系,固然不是很清楚它的微观结构,也可能不清楚它的影响因素,不清楚它应用方面的优势,但至少知道这样的乳化体系是存在的。

对于乳状液来说,它的微观结构会影响到什么呢?包含了乳液粒子的大小、界面特性、相态分布等。这里包含了粒子的大小,稳定性、渗透性肤感性能,包含了活性成分的存在状态、产品基础应用性能,以及功效性的实现。带着这样一个问题我们来看纳米乳液,现在有很多的原料公司,将它特定的功效成分形成一个纳米乳化体系,相当于一个半成品,这样的产品,直接加到体系当中就可以用,这解决了很多原料在应用过程当中的局限性。

纳米乳液这一术语最早应用于1974年。对于纳米材料来讲,这个定义是有争议的,很可能大家不同场合看到纳米粒直径得数值范围不同,其实这样一个数值范围,即使我今天列给大家的,也只是一个参考。因为我们不能说399纳米就是纳米乳液,401纳米就是普通乳液。

对于纳米乳液来讲,怎么样制备这很关键。

对于乳状液,大部分生产是通过自然乳化法来制备的。大家都知道有自然乳化与转相乳化,但转相乳化绝大多数的人不敢用,比如PIT转相法,制备乳化液的时候影响因素较多,敢用的人不多。

关于转相乳化法,有PIC转相法与PIT转相乳化法。对于PIC转相是体积转相法,也就是要制备一个水包油的乳状液,将水加到油相,刚开始形成W/O乳状液,再继续加水,转相形成O/W型体系。。此外,PIT转相法是受到了乳化剂类型的影响,最典型的就是72/721体系。当然了,不是72/721体系简单的复配就可以PIT转相。对于PIT转相来说,它在高温下会形成油包水,在温度降低过程当中,形成了水包油。转相乳化法不需要超声,不需要高压均质,这是低能乳化。

当然这个过程当中,对于配方的要求很高,影响因素比较复杂,因此,实际应用这一乳化方法的比较少。另外,高能乳化包含了超声波乳化和高压均质,超声乳化适合小量制备,高压均质可以应用到生产工艺,但目前在化妆品领域应用不多。

关于纳米乳液在形成过程中的一些影响因素,如乳化剂的化学结构、临界堆积参数、油脂等都会对乳化产生影响。现在大家开发了各种各样的乳化剂,满足了我们的需要。大家可能会认为油脂的影响不大,比如都是液态油脂,一个天然来源与一个合成油脂,似乎影响不是太大。但是其实我今天所说的所有乳化体系,在实验室都做过了比较详细的研究:油脂类型对乳化的影响非常重要。而且很关键的是,我们没有办法就油脂拿一个参数给它进行分类,给它进行归类性的总结。

针对配方的部分,还有其他添加剂、制备工艺等,这是纳米乳液的影响因素。接下来我们来看纳米乳液的优势:良好的稳定性,优异的渗透性性能,清爽的肤感。最后纳米乳液会在你的皮肤上形成一个良好的分布,这点在防晒过程当中,体现是比较明显的。

接下来讲一下多重结构乳状液。多重结构乳状液可能大家听起来不陌生,发现多重结构乳状液,似乎比纳米乳液还要早,1925年就开始了,但到1965年大家才开始更多的关注。

多重结构乳状液,结构上这三种。第三种看上去很清晰,中间这个相态只有一个大的粒子。第一种是中间一个粒子,破碎成若干个粒子,这以过度态的存在,所有书上都是这样一个概念。

对于多重结构乳状液我们来看一下它的制备。

第一个是一步法,对于PIC转相,最终形成的是纳米乳液;而一步法制备多重结构,在转相过程中,停留在了多重结构乳状液。先在油相里面加水,形成了油包水,继续加水的时候,不是直接形成了水包油,而是一个中间结构——多重结构乳状液。

另一个是两步法。先形成一个油包水,然后你小心翼翼的加在水中,最终形成了多重结构乳状液。对于乳状液来说,简单分有水包油和油包水两种情况。这是乳化剂分别存在在油包水和水包油中的示意图。

这里面有一个固有结构存在影响。对于多重结构乳状液来说,要在一个体系内,同时形成这两个界面很难。如果说,我选择的乳化剂会自动就位形成,当这两个界面同时存在的时候,它并不是稳定的。所以对于多重结构乳状液来讲,难以形成,难以稳定。

对于多重结构乳状液来讲,影响它的因素包含了:水包油型的乳化剂、油包水的乳化剂,油脂的化学结构,还有一些其他水相的添加剂、无机盐等。涉及到相比,要比一般的水包油油包水复杂得多。其中一个相比变化,另两个相比跟着变化,如何变化,这都需要探讨。

对于多重结构乳状液来说,优势在哪里?一是提升功效性成分的稳定性。二是它将油包水和水包油体系基于一体,它的肤感更好一点,它内相有缓释的作用。

接下来我们看一下液晶,液晶是行业里面相对关注比较多的结构乳状液,事实上,液晶也是有点让我们失望的。我们预期优异性能,很可能到消费者是感知不到的。

液晶被研究得更早一点,1888年就有科学家关注到它了。液晶的名字是液体和晶体各了一个字,它具备了液体的流动性,具备了晶体的各向异性。在座的要做配方的话,最典型的防晒剂要析出,析出就是晶体,在显微镜下是能看到晶体的存在。因此,液晶与晶体一样,具有在偏光下的折射现象。

这是典型的液晶微观结构图,马尔他十字状液晶。右边是液晶结构乳状液,左边的图片是什么?大家想也想不到,是皂基体系里面的液晶状态。都属于马尔他十字状液晶。

在化妆品中,液晶是溶致液晶。液晶当表面浓度小于CMC的时候,是先吸附,当它的达到于CMC,形成胶束;再继续怎加浓度,就有可能形成液晶。形成液晶的过程当中,受两个因素的影响,化学结构,CPC约等于1的时候,是有利于形成液晶的。

液晶受到化学结构的影响,受到浓度的影响会形成不同类型。对于表面活性剂而言,低浓度的时候是单体与二聚体,从单体与二聚体,形成胶束相,然后形成六角相液晶,再形成双连续立方液晶,最后形成层状液晶。当然不是所有的表面活性剂随浓度的增加都是沿着这个轨迹。

对于液晶形成过程当中,乳化剂的化学结构,油脂的特性,介质的性质 ,制备工艺都有影响。

液晶结构乳液的优异性能包含了:良好的保湿性、优异的稳定性、良好的肤感、促进渗透性。但这些性能消费者很难能感知到。

液晶结构乳状液的优异性能:半结合水体现出来比普通结构乳状液更优异的保湿性,它比普通结构乳状液表示出来更优异的保湿性。这个配方有了保湿剂之后,出现了什么情况?可能大家随便站一个人起来,和我站到一起,你都会骄傲的说,我比你个子高,因为我肯定属于个子偏矮的。但是当姚明过来的时候,我们都属于属于个子矮的,因此,在添加了保湿剂之后,其保湿性与普通乳状液的差异是消费者感知不到的。

另外一个是Pickering乳化,它是1903年才开始或者是1907年,引起了大家的关注。通俗的说,乳化过程当中,用固体颗粒作为乳化剂。

化妆品当中就不那么容易了。对于Pickering乳化来说,它的影响因素,包含了:颗粒存在状态、相比、油相的性质、介质的PH值、介质的离子强度等等。我们很多乳化理论的研究结果是相通的,有共同的切入点可以思考。比如这里,有的人在十年前,我在某一个场合是讲过Pickering乳化的。这两天我在做PPT的时候,我翻回前面的PPT,其中有一句话,对于Pickering乳化来讲,在油脂的选择上很宽松,因为对于Pickering乳化,一旦形成,油脂的变化不会影响乳状液的微观结构。但是这时候我才发现错了。原来讲的时候,那一些知识源于资料,还没有研究就拿过来讲了。现在我有一个研究生就在研究Pickering乳化,当我们用一个颗粒做好了Pickering乳化的时候,就像我刚才讲到的用白油、硅油形成的乳化状态完全不一样,当然此时此刻,我还没有办法对油脂来分类总结其规律性。

Pickering乳化体系具有三个优势,一、可以开发低刺激性的产品。因为对于表面痕迹乳化剂来讲,或多或少会对皮肤有一些刺激性。二、它和活性成分之间,一般不会有什么样的反应或者是影响,这时候它更有利与活性成分的稳定。三、对于Pickering乳化来讲,是其他的乳状不具备的, Pickering只要形成就很稳定。

稍微总结一下,对于乳状液来讲,影响因素主要是组成与乳化方法。当然它的工艺也很多,有自然乳化法、转相乳化法。有高能乳化,还有一些低能乳化。最后配方组成和乳化工艺,就会影响到乳状液的微观结构,这个微观结构,包含了刚才讲的纳米乳液、多重乳液、液晶乳液、Pickering乳化等。

这是我今天要跟大家分享的所有内容,谢谢大家。返回搜狐,查看更多

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