美容化妆品技术
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第一节 油脂和蜡类

油脂、蜡类及其衍生物是化妆品主要的基质原料,包括油脂、蜡类、高级脂肪酸和脂肪醇、酯类、烃类、金属皂和硅氧烷等。它们是组成膏霜、乳液等乳化型及油蜡型化妆品的基质性原料,主要起到滋润、柔滑、护肤、护发等作用,也称为润滑剂。

油脂和蜡类原料根据其来源和化学成分不同,可分为植物性、动物性和矿物性油脂、蜡以及合成油脂、蜡等。油脂、蜡是一种习俗上的名称,不能完全以化学成分分类。油脂是不溶于水的疏水性物质,有形成润滑薄膜的能力(俗称“油性”),来源于植物、陆地动物和水生动物,主要由脂肪酸甘油酯即甘油三酯所组成。一般来说,在常温下呈液态者为油,呈半固态或软性固体者为脂,呈固态的,称为蜡。油脂的固态和液态会随温度不同而发生可逆变化,因此,人们对“油”和“脂”概念的区分和使用并不是十分严格的,某些液态和固态的碳氢化合物也被称为油脂和蜡。

油脂和蜡类具有各种性质、结构和组分,应用于化妆品中的目的各有不同,分述如下。

1.油脂类

① 在皮肤表面形成疏水性薄膜,赋予皮肤柔软、润滑和光泽性,同时防止外部有害物质的侵入和防御来自自然界因素的侵袭。

② 通过其油溶性溶剂作用而使皮肤表面清洁。

③ 寒冷时,抑制皮肤表面水分的蒸发,防止皮肤干裂。

④ 作为特殊成分的溶剂,促进皮肤吸收药物或有效活性成分。

⑤ 作为过脂剂补充皮肤必要的脂肪,而起保护皮肤的作用;按摩皮肤时起润滑作用,减少摩擦作用。

⑥ 赋予毛发以柔软和光泽感。

2.蜡类

① 作为固化剂提高制品的性能和稳定性等。

② 赋予产品摇变性,改善使用感觉。

③ 提高液态油的熔点,赋予产品触变性,改善对皮肤的柔软效果。

④ 由于分子中具有疏水性较强的长链烃,而增强在皮肤表面形成的疏水性薄膜。

⑤ 赋予产品光泽,提高其商品价值。

⑥ 改善成型机能,便于加工操作。

3.油脂或蜡类衍生物

① 脂肪酸:具有乳化作用(与碱或有机胺反应生成表面活性剂)和溶剂作用。

② 高级脂肪醇:乳化助剂、油腻感抑制剂和润滑剂。

③ 酯类:是铺展性改良剂、混合剂、溶剂、增塑剂、定香剂、润滑剂和通气性赋予剂。

④ 磷脂:具有表面活性作用(乳化、润湿和分散),传输药物和有效成分,促进皮肤对营养成分的吸收。

油脂、蜡类原料品种繁多,日新月异,在进行化妆品配方时有很大的选择余地,也为制备特殊要求和性能的化妆品提供了广阔的原料来源。

一、动植物油脂和蜡

1.动植物油脂

各种不同脂肪酸和甘油相结合,就成为各种不同性质的油脂。从动植物中取得的天然油脂,实质上并没有根本的区别,通常在常温下为液体者称为油,为固体者称为脂。

而它们的主要化学成分都是上面所述的甘油酯,只是其所含脂肪酸成分及含量有所不同,实际上,大多数天然油脂都是混合的甘油酯。

天然油脂中存在的脂肪酸,除了极个别的以外,几乎全部是含有偶数碳原子的直链单羧基脂肪酸,如果碳氢链上没有双键,就称为饱和脂肪酸,如硬脂酸、棕榈酸等,此类油脂常呈固态状;如果碳氢链上含有双键,就称为不饱和脂肪酸,如油酸等,此类油脂常为液态状。

所有的油脂均含有少量的非甘油酯成分,其质量分数为植物毛油的5%以下,在精制植物油中为2%以下,多数情况下不大于0.2%。油脂的非甘油酯成分和作用如下。

① 磷脂 它是一种多元醇与脂肪酸和磷酸酯化而成的化合物,包括卵磷脂、脑磷脂、神经鞘磷脂和肌醇磷脂等。植物毛油的磷脂含量根据不同油种在0.1%~0.3%,精炼优良植物油约为0.002%~0.004%,磷脂是护肤化妆品中对提高渗透性和传送有效成分起着重要作用的组分。

② 甾醇 油脂中甾醇的质量分数为0.4%~4.7%,其中以小麦胚芽油含量最高,玉米油次之。甾醇作为营养成分,可治疗受刺激的干裂皮肤及干燥受损的头发。

③ 烃类 其中最重要和分布最广的一种是角鲨烯,它是高度不饱和烃。角鲨烯全氢化制得的角鲨烷是高级化妆品原料。

④ 维生素A和维生素D 鱼类油脂含维生素D较高。

⑤ 生育酚(油溶维生素E)和阿魏酸 作为油脂抗氧化剂,其有助于改善许多植物油氧化稳定性,对天然油脂在化妆品中的应用也是很重要的。

β-胡萝卜素 其是影响油脂外观的成分。未经脱色的棕榈毛油的类胡萝卜素含量最高。

动物性油脂常温下为白色固体,饱和脂肪酸含量较高,即碘值较高。一般动物油脂、蜡都不同程度地带有各种特殊气味,很少直接使用于化妆品中,如牛脂和猪脂主要用作制皂原料。但由于人体皮肤对油脂类的吸收次序由大到小为动物油脂、植物油、矿物油,所以精炼过的动物油脂却是化妆品的优质原料。

动物性蜡有蜂蜡、鲸蜡、液体石蜡、羊毛脂及其衍生物(羊毛脂乙酰化、氧化、皂化等处理而得)等。下面主要介绍一些在化妆品中常用的动植物油脂和蜡。

(1)水貂油(mink oil) 水貂是一种珍贵的毛皮动物,从水貂背部的皮下脂肪中提取的脂肪粗油,经过加工精制后得到水貂油,是一种理想的化妆品油质原料。水貂油为无色或淡黄色透明油状液体,无腥臭及其他异味,无毒,对人体肌肤及眼无刺激作用。

水貂油含有多种营养成分。从其甘油酯的脂肪酸组成来看,与其他作为化妆品的天然油脂原料相比,最大特点是含有20%左右的棕桐油酸(十六碳单烯酸),总不饱和脂肪酸超过75%。水貂油对人体皮肤有很好的亲和性、渗透性,易于被皮肤吸收,其扩展性比白油高3倍以上,表面张力小,易于在皮肤、毛发上扩展,使用感好,滑爽不黏腻,在毛发上有良好的附着性,并能形成具有光泽的薄膜,改善毛发的梳理性。近年来的研究表明,水貂油有显著的吸收紫外线作用,还有优良的抗氧化性能。

在化妆品中,水貂油应用甚广,可用于膏霜、乳液、发油、发水、唇膏等化妆品中,还可应用在防晒化妆品中。

(2)牛脂(tallow) 是从牛粪中提取的一种半固体或固体的脂肪,呈白色或微黄色,有特殊的油臭味,不溶于水,能溶于乙醚、氯仿。其主要成分为硬脂酸酯、棕榈酸酯和油酸酯。

牛脂因有油臭味而无法直接应用于化妆品中,但与椰子油同是制造皂类的重要原料。牛脂精制脱臭后,可用于香油类化妆品。

(3)猪脂(lard) 又名豚脂、猪油。它是自猪的腹背部提取的白色油状软固体,味微臭,不溶于水,可溶于乙醚、氯仿、石油醚和二硫化碳,遇光变质,主要成分为硬脂酸酯、棕榈酸酯和油酸酯。

用于面膜,易于皮肤吸收。还可用于化妆皂、油膏和香膏。

(4)橄榄油(olive oil) 很早以前,地中海沿岸各国,如法国、意大利、西班牙等,就已将橄榄油作为食用或化妆品用油。其制取方法一般是将果实经机械冷榨或用溶剂抽提制得。产品为淡黄色或黄绿色透明油状液体,不溶于水,微溶于乙醇,可溶于乙醚、氯仿等。橄榄油的甘油酯中,不饱和脂肪酸成分类似人乳,其中多键的亚油酸和亚麻酸含量几乎与人乳相同,因而易被肌肤吸收。

橄榄油中还富含维生素A、维生素D、维生素B、维生素E和维生素K,故有促进皮肤细胞及毛囊新陈代谢作用。

橄榄油用于化妆品中,对皮肤无害,具有优良的润肤养肤作用;此外,橄榄油还有一定的防晒作用。橄榄油对皮肤的渗透能力较羊毛脂、油醇差,但比矿物油佳。在化妆品中,橄榄油是制造按摩油、发油、防晒油及口红等和W/O型香脂的重要原料,但橄榄油可能会促使粉刺生长。

(5)杏仁油(almond oil) 是从甜杏仁中提取的,具有特殊的芳香气味,为无色或淡黄色透明油状液体水,微溶于乙醇,能溶于乙醚、氯仿。

杏仁油的性能与橄榄油极其相似,但聚饱和度稍高,凝固点稍低,常为橄榄油代用品,对皮肤无害,有润肤作用。主要成分为油酸酯,不易变质,可用于润肤油及膏霜类、乳剂类化妆品。

(6)蓖麻油(castor oil) 是蓖麻种子经冷法压榨制得的,为无色或淡黄色透明油状液体,是典型的不干性液体油,具有特殊气味,不溶于水,可溶于乙醇、苯、乙醚、氯仿和二硫化碳。其主要成分为蓖麻酸酯。

蓖麻油对肌肤的渗透性较羊毛脂差,但优于矿物油,因为蓖麻油相对密度大、黏度高、凝固点低,它的黏度及软硬度受温度影响很小,很适宜作为化妆品原料,可作为口红的主要基质,可使其外观更为鲜艳,黏性好、润滑性好。也可应用到膏霜、乳液等中,还可作为指甲油的增塑剂。

(7)椰子油(coconut oil) 得自干椰子肉(copra),新鲜椰肉亦可使用。这是一种淡黄色或无色非干式油,于20℃以下会呈现固状。椰子油用于制造润滑油脂、洗涤剂、化妆品,以及制造脂肪酸、脂肪醇、甲基酯类等,可说是制作手工皂不可缺少的油脂之一,富含饱和脂肪酸,可做出洗净力强、质地硬、颜色雪白且泡沫多的香皂。

椰子油对皮肤和头发有刺激性,所以无法直接用于油膏或面霜等化妆品,但却是化妆品工业中不可缺少的间接原料。

(8)霍霍巴油(jojoba oil) 是由沙漠灌木西蒙得木果核提取的长直链的液状蜡酯混合物,冷或热的稳定性好,抗氧化性强,温度变化时黏度改变小,是渗透性最强的基础油,它所形成的油膜与矿物油不同,可透过蒸发的水分,也能控制水分的损失,清爽滋润,与人体的皮脂组织分子相似,含高滋养度的胶原蛋白,能有效改善油性皮肤分泌机能,收缩毛孔;同时也是最佳的皮肤保湿油,适用于晦暗、油性、缺水、青春痘肌肤;也可用作护肤油膏、发油,能治疗刀伤、止氧、消肿和促进头发生长。

霍霍巴油用于化妆品非常安全,不会产生粉刺和抗原,并能减轻牛皮癣的症状。

(9)鳄梨油(avocado oil) 是从鳄梨树(主要产地是以色列、南美、美国、英国等)的鳄梨果肉脱水后用压榨法或溶剂萃取法而制得,其外观有荧光,光反射呈深红色,光透射呈强绿色,有轻微的榛子味,不易酸败。

由于鳄梨油对皮肤无毒、无刺激,对眼睛也无害,因此被很多国家广泛应用于化妆品中。据分析测定,鳄梨油含有各种维生素、甾醇、卵磷脂等有效成分,具有较好的润滑性、温和性、乳化性,稳定性也好,对皮肤的渗透力要比羊毛脂强,最适宜于干燥缺水、日照受损或成熟肌肤,对湿疹、牛皮癣有很好的效果。营养度极高,亦可用于清洁使用,其深层清洁效果佳,能促进新陈代谢、淡化黑斑、预防皱纹产生,故可作为乳液、膏霜、香波及香皂等的原料。本品对皮肤渗透性较强,有助于使活性物质传输入皮肤内;此外,本品还有防晒作用,也被用于处理皮肤创伤和治疗皮肤病的制品中,对炎症、粉刺有一定的疗效。鳄梨油是制作手工皂的高级素材,做出来的皂滋润、温和,有软化及治愈皮肤的功能,很适合婴儿及过敏性肤质的人群使用。

(10)葡萄籽油(grape seed oil) 是葡萄种子经由最高级的冷压方式精制而成,呈漂亮而自然的淡黄色或淡绿色,是基础油中相当受欢迎且效果显著的品种之一。葡萄籽油具有天然无毒的特性,因此儿童、孕妇、老人及运动员皆适用。

葡萄籽含有两种重要的元素:亚麻油酸(linoleic acid)及原花色素(oligo proanthocyanidin,简称OPC)。亚麻油酸是人体必需而又为人体所不能合成的脂肪酸,可以抵抗自由基、抗老化、帮助吸收维生素C和维生素E、强化循环系统的弹性、降低紫外线的伤害、保护肌肤中的胶原蛋白、改善静脉肿胀和水肿以及预防黑色素沉淀。OPC具有保护血管弹性、阻止胆固醇囤积在血管壁上及减少血小板凝固等作用。对于皮肤,原花色素保护肌肤免于紫外线的荼毒、预防胶原纤维及弹性纤维的破坏,使肌肤保持应有的弹性及张力,避免皮肤下垂及皱纹产生。葡萄籽中还含有许多强力的抗氧化物质,如肉桂酸与香草酸等各种天然有机酸,这些都是抗氧化的元素。

葡萄籽油具有良好的渗透力,不含胆固醇,能抵抗自由基、防衰老,提高毛细血管的弹性,有很好的保湿性;其中含丰富的维生素F、矿物质、蛋白质、叶绿素,能增强肌肤的保湿效果,同时可润泽柔软肌肤,质地清爽不油腻,易为皮肤所吸收。适用于所有肌肤,尤其适合油性、暗疮、粉刺皮肤。

(11)乳木果油(shea butter) 乳木果油在非洲大陆的使用史可以追溯至古埃及克里奥佩特拉(埃及艳后)时代,非洲土著居民经常将其作为药物的主要成分,保护皮肤免受阳光和恶劣气候的侵蚀,加快伤口的愈合,治疗轻度的刺激,也常被用于干性肌肤、皮炎和光敏性皮炎、阳光灼伤的护理。早在20世纪40年代,许多科学家惊奇地发现在非洲使用乳木果油的人群中皮肤病的发生率极低,而且皮肤特别光滑柔软。鉴于此,乳木果油被化学家和药物学家称为“植物油中的翡翠”。

乳木果油的主要成分为甘油三酯(含一定数量的亚油酸)和不可皂化物,其中甘油三酯含量为 80%左右。不可皂化物成分复杂,其中菠菜甾醇和豆甾醇的肉桂酸酯影响着皮肤组织的生长,萜烯醇、羽扇醇和树脂醇的肉桂酸酯有伤口愈合和消炎的作用,以及一些胶乳物质具有抗紫外线的功能。

功能及应用:抗衰老作用、护理及再生作用、保湿性能、消炎作用。

配方应用:乳木果油适用于各种化妆品配方,护理产品中用量为3%~15%,洗涤产品中用量为1%~2%。

(12)月见草油(evening primrose oil) 为天然植物油经过提纯精制而成,属亚麻油种,为淡黄色无味透明油状液体。相对密度0.921~0.928,皂化值190~200,碘值147~154。月见草油富含γ-亚麻酸,对人体有重要生理活性。在人体内可转化为前列腺素E,能抑制血小板的聚集和血栓素A2的形成,有明显的抗血栓及抗动脉粥样斑块形成的作用,能有效地降低低密度脂蛋白,达到明显的减肥效果。可作为减肥膏添加剂,还可作为高级化妆品原料。

月见草也称作晚缨草,价格非常昂贵,它所含有的成分使其具有宝贵的护肤功能,可改善很多的皮肤问题如湿疹、干癣,又具有消炎及软化皮肤等功能,尤其适合老化及干燥肌肤,只需要使用一点就有相当明显的效果。

(13)角鲨烯(squalene) 是一种直链三萜多烯,主要存在于鲨鱼肝油的不皂化部分,一些植物油脂如橄榄油、茶籽油、丝瓜籽油等中也有存在。角鲨烯为无色或淡黄色油状液体,熔点为-75℃,沸点为240~242℃(266.6Pa),折射率为1.494~1.499,吸收氧变成黏性如亚麻油状,几乎不溶于水,易溶于乙醚、丙酮、石油醚,微溶于醇和冰醋酸。角鲨烯容易聚合,受酸的影响则环合生成四环鲨烯。四环鲨烯的结构式尚未最后确定,但可能如图2-1所示。角鲨烯这种易于环合的性质,说明它与甾类成分有密切的关系。

图2-1 角鲨烯、四环鲨烯的结构式

角鲨烯属动物性油,在皮肤上渗透性好,可加速其新陈代谢并软化皮肤,常用作营养性助剂。本品可与任何活性物配伍,如与磷脂类组成脂质体,则护肤性能更好;在化妆品中常与维生素类成分配伍。也可用于发用洗涤剂或染发剂,角鲨烯易被头发毛孔吸收,使头发经处理后不致太过干枯。

从橄榄油中提取角鲨烯是近来发展的工业方法。橄榄油经醚化处理后,加入0.01%氯化亚锡防氧化,控制压力于53.32Pa,收集250℃时的馏分,1kg橄榄油可得163g的角鲨烯。与鱼油角鲨烯相比,没有腥臭味,也易于在化妆品中使用。

(14)角鲨烷(squalane) 化学式为2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷,结构式见图2-2。

图2-2 角鲨烷的结构式

角鲨烷在人体的皮脂中约含5%。在动物界中主要与角鲨烯伴生在鲨鱼肝油中,在一些植物的种子内,如丝瓜籽、橄榄油内也有多量的角鲨烷,原料来自动物的称为动物角鲨烷,来自植物的称为植物角鲨烷。角鲨烷的产品中,植物角鲨烷的比例越来越多。动物角鲨烷是将鱼肝油加氢后蒸馏制得。

精制角鲨烷是无色、无味、无臭、惰性的油状液体,稍溶于乙醇、丙酮,溶于苯、氯仿、乙醚、矿物油和其他动植物油,不溶于水,化学性质稳定。相对密度(15℃/4℃)0.812,折射率(15℃)1.4530,碘值0~5,皂化值0~5,酸值0~0.2,凝固点-38℃,沸点350℃。本品在空气中稳定,阳光作用下会缓慢氧化。皮脂腺可合成角鲨烯,皮脂含有角鲨烯,儿童皮脂所含为1%(质量分数),成人皮脂可达10%(质量分数);皮脂含角鲨烷质量分数约为2%。其渗透性、润滑性和透气性较其他油脂好,可与大多数化妆品原料匹配。

作为天然产物,本品惰性、无毒,不会引起刺激和过敏,能加速其他活性物质向皮肤中渗透;可用作高级化妆品的油性原料,如各类膏霜和乳液、眼线膏、眼影膏和护发素等。

(15)茶籽油(tea seed oil) 又名山茶油、茶树籽油。茶籽油是由山茶的种子经压榨制备的脂肪油。脂肪酸构成中以油酸为最多(82%~ 88%),其他为棕榈酸等饱和酸(8%~10%)、亚油酸(1%~ 4%)。茶籽油的性状和橄榄油相似,在膏霜和乳液制品中使用。

本品为无色或淡黄色液体,味微苦,不溶于水,可溶于乙醇、氯仿,不会氧化变质,热稳定性好。相对密度0.910~0.918,酸值<2.0,皂化值188~198,碘值84~93,不皂化物0.5%~0.8%。茶籽油的性能优于白油,因其中含有一定的氨基酸、维生素和杀菌(解毒)成分,有利于皮肤吸收,可用作香脂、中性膏霜、乳液等中的油基原料,有滋润、护发功能,还具有营养、杀菌、止痒的作用。

2.动植物蜡

蜡是一类具有不同程度光泽、滑润和塑性的疏水性物质的总称,也可以被认为是属于有机热塑性的特定基团的物质,其熔点在35~95℃之间。它包括:以高级脂肪酸与高级脂肪醇生成酯类为主要成分的来源于植物和动物的天然蜡;以碳氢化合物为主要成分的矿物性的天然蜡;经过化学方法改性的天然蜡;用化学方法合成的蜡;各类蜡混合物和蜡与胶或树脂混合物等。

(1)羊毛脂(lanolin) 是羊的皮脂腺分泌物,一般是从洗涤羊毛的废水中用高速离心机分离提取出来的一种带有强烈臭味的黑色膏状黏稠物,经脱色、脱臭后,为一种色嫩黄的半固体,略有特殊臭味。可分为无水和有水两种,其主要成分为胆甾醇、虫蜡醇及多种脂肪酸的酯。

羊毛脂是哺乳类动物的皮脂,其组成与人的皮脂十分接近,对人的皮肤有很好的柔软、渗透性和润滑作用,具有防止脱脂的功效。很早以前,就一直被用作化妆品原料,是制造膏霜、乳液类化妆品及口红等的重要原科。

(2)蜂蜡(bees wax) 也称“蜜蜡”,是蜜蜂腹部蜡腺分泌出来的蜡质,是构成蜂巢的主要成分,故蜂蜡是从蜜蜂的蜂房中取得的蜡。由于蜜蜂的种类以及采蜜的花卉种类不同,蜂蜡的品种与质量亦常有差别,一般为淡黄色至黄褐色的黏稠性蜡,薄层时呈透明状,略有蜜蜂的气味,溶于乙醚、氯仿、苯和热乙醇,不溶于水,可与各种脂肪酸甘油酯互溶。

蜂蜡的主要成分是多量的棕榈酸蜂蜡酯和固体的虫蜡酸与碳氢化合物,约占蜂蜡组成的80%,其余20%~25%由占1%或更低含量的辅助成分构成,可能有300多种化合物,这就使得蜂蜡具有特异的性能。

蜂蜡广泛应用于化妆品中,是制造乳液类化妆品的良好助乳化原料,由于蜂蜡熔点高,在化妆品中,可用于制造唇膏、发蜡等锭状化妆品,也可用于油性膏霜产品中。

(3)鲸蜡(spermaceti) 是从抹香鲸的头盖骨腔内提取的一种具有珍珠光泽的结晶蜡状固体,呈白色透明状,其精制品几乎无色、无味,长期暴露于空气中,易腐败。本品可溶于乙醚、氯仿、油类,不溶于水。

鲸蜡的主要成分是鲸蜡酸、月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸等。在化妆品中,可作为膏霜类的油质原料,也可用在口红等锭状产品及需赋予光泽的乳液制品中。

(4)棕榈蜡(palmitic wax) 精致产品为白色或淡黄色脆硬固体,具有愉悦的气味。主要成分为蜡酸蜂花醇酯和蜡酸蜡酯。

在化妆品中主要用于提高蜡酯的熔点,增加硬度、韧性和光泽,也有降低黏性、塑性和结晶的倾向,主要用于唇膏、睫毛膏、脱毛蜡等制品。

(5)小烛树蜡(candelilla wax) 是一种淡黄色半透明或者不透明的固体。精制产品有光泽和芳香气味,略带黏性。主要成分为碳水化合物、蜡酯、高级脂肪酸、高级醇等。

应用于唇膏、脱毛蜡、除臭锭等需要成型的化妆品中。

(6)霍霍巴蜡(jojoba wax) 是一种透明无臭的浅黄色液体。主要为十二碳以上脂肪酸和脂肪醇构成的蜡酯。其特点是不易氧化和酸败,无毒、无刺激,易于被皮肤吸收以及具有良好的保湿等作用。

广泛应用于润肤膏、面霜、香波、头发调理剂、唇膏、指甲油、婴儿护肤用品以及清洁剂等用品。

(7)木蜡(Japan wax) 又叫日本蜡,为淡奶色蜡状物,具有酸涩气味,不硬,具有韧性、可延展和黏性。

其主要成分为棕榈酸的甘油三酯,为植物性脂肪或高熔性脂肪。易于与蜂蜡、可可脂和其他甘油三酯配伍,易被碱皂化形成乳液。

用于乳液和膏霜类化妆品中。

二、矿物油脂和蜡

矿物油脂、蜡指天然矿物(主要是石油)经加工精制得到的高分子碳氢化合物,它们的沸点高,多在300℃以上,无动植物油脂、蜡的皂化价与酸价,化妆品中使用的是碳数一般在15以上的直链饱和烃类。本类物质来源丰富,不易腐败,性质稳定,故为价廉物美的原料,但很少单独应用,多与其他油质原料同时合并使用。

(1)液体石蜡(paraffin oil) 或称石蜡油,又称为白油、矿油等。来源于分馏石油的高沸点(330~390℃)部分。它是一种无色、无臭、透明的黏稠状液体,具有润滑性,可在皮肤上形成保护性薄膜,对皮肤、毛发柔软效果好。液体石蜡是一类液态烃类的混合物,其主要成分为C16H34~C24H44正异构烷烃的混合物,由于工厂生产的液体石蜡质量不同,因此有各种编号的液体石蜡,如液体石蜡7#、液体石蜡18#等。液体石蜡不溶于水、甘油和冷乙醇,可溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等,并能与多数脂肪油互溶;其化学稳定性及对微生物的稳定性均好,对皮肤无不良作用。

市场上的液体石蜡分为重质和轻质两种,前者黏度大,对皮肤、毛发柔软效果好,但洗净湿润效果差;后者则相反,其黏度低,而洗净及湿润效果好,柔软性差。

液体石蜡在化妆品中应用广泛,需用量也很大,是发油、发蜡、发乳及膏霜和乳液制品的重要原料。

(2)凡士林(vaseline) 亦称矿物脂,是石油真空蒸馏后的残油部分,再经溶剂脱蜡精制而成。凡士林为白色或微黄色半固体,无气味,半透明,结晶细,拉丝质地挺拔者为佳品,溶于氯仿、苯、乙醚、石油醚,不溶于酒精、甘油和水,化学性质稳定,相对密度为0.815~0.880,熔点为38~54℃,主要成分是C16~C32的高碳烷烃(异构)和高碳烯烃的混合物。

凡士林在化妆品中为乳液制品、膏霜及唇膏、发蜡等制品中的油质原料,也是含药物化妆品中各种软膏制品的重要基剂。

(3)石蜡(paraffin wax) 又称固体石蜡,是石油加工过程中的液状石蜡经压滤,除去其所含的油分,余下者为石蜡。为白色半透明蜡状固体,无臭无味,能溶于橄榄油、苯、氯仿、石油醚等,不溶于酸类。其主要成分为固体烃类C18~C30的混合物。其化学稳定性好,价格低廉,对皮肤无不良作用,主要用于膏霜类及香油类化妆品中,可作为制造发蜡、香脂、唇膏等的油质原料。

(4)地蜡(ozocerite) 是一种天然矿蜡经精制处理后得到的,为白色蜡状固体,无臭无味,能溶于醇、苯、氯仿、石油醚,不溶于水。其主要成分为高碳(C25以上)的直链、支链和环状高分子量的烃类混合物。它的相对密度为0.90~0.95,无酸值、皂化值,碘值约为7,化妆品用的地蜡可分为两个等级,一级品的熔点为74~78℃,二级品的熔点为66~68℃。应用到化妆品,一级品地蜡可用作乳液制品原料,二级品地蜡可作为唇膏、发蜡等的重要固化剂。

(5)微晶蜡(microcrystalline wax) 又称无定形蜡,无臭、无味,为白色无定形非晶性固体蜡。这种蜡的黏性较大,且具有延展性,在低温下不脆弱,在与液体油混合时,具有防止油分分离析出的特性,较广泛应用于化妆品中,可作为香脂、唇膏、发蜡等的油质原料。

(6)褐煤蜡(montan wax) 白色或淡褐色的蜡状固体,可溶于氯仿、四氯化碳、松节油等,对皮肤无不良作用。它主要应用于唇膏、发蜡条。

三、合成油脂和蜡

合成的油脂、蜡及其衍生物开发的目的是为了更好地发挥天然油脂所具有的优良特性,改善其缺点。合成的油脂、蜡,在纯度、物理性能、化学稳定性、微生物稳定性以及对皮肤的刺激性和皮肤的吸收性等方面,都较优越。如聚醚化物可具有较低的熔点、较高的黏度和优良的亲水性。常用的有鲸蜡醇类、固醇、硅油、金属皂、角鳖烷等。

合成油质原料可分为两类:一类是将天然油脂和蜡类物质经化学反应,再经分离、提纯或精制等一系列处理后,得到的各种油脂和蜡类物质的衍生物;另一类是以合成化工原料模拟天然油脂和蜡的结构,进行化学合成而制得的油脂和蜡类化合物。

油脂或蜡类衍生物的作用有:油脂及蜡类衍生物中脂肪酸具有乳化作用;高级脂肪醇可作为乳化助剂、油腻感抑制剂和润滑剂;酯类是铺展性改良剂、混合剂、溶剂、增塑剂、定香剂、润滑剂和通气性赋予剂;能传输药物和有效成分,促进皮肤对营养成分的吸收。

1.羊毛脂衍生物

来源于精制羊毛脂,经分馏、氢化、乙氧基化、烷氧基化和分子蒸馏等加工方法,可产生一系列羊毛脂的衍生物。

(1)羊毛醇(lanolin alcohol) 黄色或浅棕色油膏,略有气味,由羊毛脂经水解反应生成。对皮肤的渗透性好,吸水性强,无刺激性和过敏性,其作为基质,容易被皮肤吸收,比凡士林好,用于乳剂类化妆品增稠和调湿、婴儿制品、干性皮肤护肤品和膏霜类、乳液、唇膏类化妆品。

(2)氢化羊毛醇(acetylated lanolin alcohol) 白色或微黄色软蜡状,略有特殊的油脂气味,吸水性强,不黏稠,有保湿性或可塑性,用于唇膏、面霜等乳剂类产品的增稠和调湿。

(3)羊毛酸异丙酯(isopropyl lanolate) 浅黄色油状膏体,略有气味,溶于液体石蜡,由羊毛脂和异丙醇置换反应而得。本品无黏滞性,可减少产品的油腻感,有调理和润肤作用,渗入皮脂和头发,并使之光滑和柔软;亲水性和润滑性强,易被皮肤吸收,可作为药物的载体,促进皮肤对有效成分的吸收;用于唇膏、膏霜和乳液中,以减少矿物油的油腻感。

(4)乙酰化羊毛脂(acetylated lanolin) 黄色半固态油膏,溶于液体石蜡,不溶于水和乙醇,由羊毛脂和醋酐反应而得。本品具有较好的抗水性能,能形成抗水薄膜,减少皮肤水分蒸发,避免外界环境因素导致的脱脂并使皮肤柔软,用于乳剂及儿童产品。

此外,还有聚氧乙烯氢化羊毛脂、聚氧乙烯羊毛醇醚等。

2.合成角鲨烷

合成角鲨烷是无色、无味、无毒的高纯度的液体异构直链烷烃,可用于化妆品和药品的油相成分而无特殊的限制;与液体石蜡、凡士林相比,合成角鲨烷能给产品以极好的手感,滋润不油腻,保湿润滑,渗透力强;和天然角鲨烷的性质非常接近,但价格便宜许多;热稳定性和存储稳定性良好,使用时易于乳化;无刺激性和过敏性。

主要应用于口红、膏霜中。

3.异构烷烃

为澄清透明无色无味的液体,具有高挥发性,对皮肤无刺激,适用于需要快速干燥且无残留感的产品,如指甲油等,作为产品的快干剂和润肤剂。无黏腻感,具丝般滑爽感;无色无味,与其他原料可良好兼容;具有高安全性和稳定性。

可根据碳链结构的不同而具有不同的挥发性和肤感,作为肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、硅油以及角鲨烷等油剂的替代品,应用于各类护肤、彩妆以及洗护发产品中作为基础油剂。

4.棕榈酸异丙酯(isopropyl palmitate,IPP)

结构式:C15H31COOCH(CH32

本品为无色透明油状液体,无臭无味。分子量298.19,密度0.85g/cm3,凝固点11℃,折射率1.4380~1.4390;溶于乙醇、乙醚、氯仿,能与水以任何比例混合;具有良好的润滑性,对皮肤有渗透性。

广泛应用于化妆品中,可以起到保湿和滋润皮肤的作用,皮肤对本品的吸收性较好,能在皮层内与毛囊有效接触,渗入皮层深处,并将化妆品中的活性组分带入,充分发挥有效成分的作用。棕榈酸异丙酯作为化妆品的润滑剂、溶剂、皮肤保湿剂及渗透剂,可应用于溶胶产品、浴油、毛发调理剂、护肤霜、防晒霜、剃须膏等产品中。

5.肉豆蔻酸异丙酯(isopropyl palmitate,IPM)

本品为无色透明油状液体,不溶于水,能与醇、醚、亚甲基氯、油脂等有机溶剂混溶;具有良好的延展性,与皮肤相容性好,能赋予皮肤适当油性,不易水解与酸败,对皮肤无刺激,对皮肤有极好的渗透、滋润和软化作用,在护肤中作为润肤剂,可作护发、护肤及美容化妆品的油性原料。

6.棕榈酸异辛酯(2-ethylhexyl palmitate)

本品为无色至微黄色液体,化学稳定性和热稳定性好,不氧化、不变色;具有良好的润肤性、延展性和渗透性,对皮肤无刺激性和致敏性。棕榈酸异辛酯是优良润肤剂,是IPP及IPM的升级换代品,其皮肤亲和性要好于以上两者,刺激性远小于以上两者。但同时又具有较好的铺展性,可应用于各类膏霜及彩妆配方。

7.辛酸/癸酸甘油三酯(caprylic/cappric triglyceride)

本品为几乎无色、无臭,低黏度的透明油状液体,相对密度0.945~0.949,中等铺展性,易与多种溶剂混合,如乙醇、异丙酯、三氯甲烷、甘油等,还可溶解于许多类脂物质中。在低温状态下稳定,低于0℃时仍呈透明状态(凝固点低于-10℃)。其结构式见图2-3。

图2-3 辛酸/癸酸甘油三酯的结构式

可用于O/W型和W/O型膏霜、O/W型乳液、皮肤油和浴用油、香波、唇膏和其他棒状产品及含醇量高的化妆水、气溶胶产品。

8.聚硅氧烷(polysilicone)

是指聚二甲基硅氧烷和它的一系列衍生物。自从1950年第一个含有机硅的化妆品“Silicare”(美国Revlon公司)在市场出售以后,经过40多年的开发研究,目前,已推广到各类化妆品中,市售聚硅氧烷产品的牌号也有数百种。近年,我国市售化妆品用的聚硅氧烷产品也有近十种牌号。聚硅氧烷又称硅油或硅酮。它与其衍生物是化妆品的一种优质原料,具有生理惰性和良好的化学稳定性,无臭、无毒,对皮肤无刺激性,有良好的护肤功能。

含聚硅氧烷的化妆品的特性:

① 润滑性能好,涂敷皮肤后能形成一层均匀的具有防水性的保护膜,但又没有任何黏性和油腻的感觉,光泽性好。硅油的去黏性能与凡士林、石蜡、蜂蜡、羊毛脂等配合可得到不黏腻的产品。

② 抗紫外线辐射性能好。其在紫外线下不会氧化变质从而避免了对皮肤的刺激作用。加了硅油的防晒霜不会因海水浴或出汗而流失,可有效防止紫外线的危害。

③ 抗静电性能好。试验表明,擦过含聚硅氧烷护肤霜的皮肤静电全部消除,并有明显的防尘效果。

④ 透气性好,即使在皮肤上形成硅氧烷膜也不影响汗液排出。其对香精香料具有缓释定香作用,因而保香期较长。

⑤ 稳定性高,化学上惰性,对化妆品其他组成,特别是活性成分没有任何不良影响,匹配性好。加了硅油的粉底霜,可保护皮肤不受颜料、溶剂的伤害。

⑥ 无毒、无臭、无味,对皮肤不会引起刺激和过敏,安全性高,对某些皮肤病具有一定疗效,如发汗困难型湿疹、神经性皮炎和职业性皮炎。

⑦ 挥发性硅油可赋予化妆品快干、光滑和防污等性能。

常用的有聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、环状聚硅氧烷等。

(1)聚二甲基硅氧烷(dimethicone) 见图2-4。

图2-4 聚二甲基硅氧烷

市场上可供应的透明硅酮产品黏度为0.65~60000 cSt(1cSt=1mm2/s ),一般较常使用的有黏度100~350mm2/s的聚二甲基硅氧烷。其毒性低,基本无味,可溶于多种溶剂,不油腻,无气味;使用温度为-40~200 ℃,物理性质随温度的变化很小,黏度-温度曲线很平坦,具有良好的抗水性,又可保持皮肤的正常透气,增强皮肤柔软度,赋予皮肤柔软感觉;可增加化妆品的耐水性,还有消泡作用,可避免铺展时O/W型膏霜常见的“白化”情况。

用于护肤、护发和各类美容化妆品,特别是要求耐水性高的护肤品,如防晒油、唇膏等。

(2)聚甲基苯基硅氧烷(phenyldimethicone) 见图2-5。

图2-5 聚甲基苯基硅氧烷

本类产品为无色透明液体,根据分子量的不同,可得不同黏度的产物。分子量低的聚甲基苯基硅氧烷(如PDM20)溶于油酸油醇酯、油酸癸酯和辛基十二烷醇。聚甲基苯基硅氧烷对皮肤渗透性好,用后肤感良好,赋予皮肤柔软度,加深头发颜色,保持自然光泽,可用于各种高级护肤和护发制品及美容化妆品。

(3)环状甲基硅氧烷(cyclomethicone) 见图2-6。

图2-6 环状甲基硅氧烷

本类产品为无色透明低黏度液体,其特点是兼容性好,有较高的挥发性,在挥发时不会给皮肤造成凉湿的感觉,给予皮肤干爽、柔软的用后感。润滑性很好,容易分散,透气性好,富有光泽,对光和热稳定性高。

主要用于护肤膏霜和乳液、防晒用品、剃须前后制剂和棒状化妆品,可增加润滑性,减少黏度,也用于喷发胶、护发素增加头发的光泽和干爽性。

(4)聚醚聚硅氧烷共聚物(dimethicone copolyol) 见图2-7。

图2-7 聚醚聚硅氧烷共聚物

聚醚聚硅氧烷共聚物是非离子表面活性剂,俗称水溶性硅油。它可用作润湿剂、乳化剂、泡沫调节剂、润滑剂、过脂剂和发胶树脂的增塑剂。在pH 1~ 12之间性能稳定。

TH Goldschmidt AG公司的ABILB 8842~ABILB 88183、DowCorning 190和193是常用的两种聚醚聚硅氧烷共聚物。

该产品是含有多种活性基因改性的硅油,能完全溶于水,用于化妆品可提高其柔顺滑爽及保湿的作用。

(5)聚二甲基硅氧烷 PEG/PPG-22/23 本品为浅黄色至无色透明液体,黏度为1000~3000mPa·s(25℃),是一种在正常使用条件下安全性高的水溶性表面活性剂产品,具有调理性,用于护发产品中,令头发丝滑;在较低的用量下即可发挥作用;与多种化妆品成分相容;对皮肤无刺激;具有泡沫稳定及润滑的作用。