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不同羟丙基甲基纤维素在低浓度表活洗涤中的增稠性能及机理

来源:国际个人护理品生产商情 发布时间:2022-06-15 921
食品饮料及个护个人护理品原料配料加工生产设备包装设备及材料其他 配料:配制/测试
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纤维素醚分子链互相缠绕形成立体网络结构,其他物质被包围在网眼中间,不能自由流动。

部分洗涤配方因为有效物的含量较低,单纯通过盐难以达到理想的稠度。辅助其他类型的增稠剂,可以改善产品的感官性能并且缓解果冻现象。羟丙基甲基纤维素作为一种非离子型增稠剂,常用于日化洗涤产品的增稠。



纤维素醚增稠剂是非离子型增稠剂,主要靠水合作用和分子之间的缠绕来增稠。纤维素醚的高分子链在水中易与水形成氢键,氢键使其有很高的水合作用及其分子间的缠绕。


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当纤维素醚增稠剂加入体系,吸收大量水分,使其本身体积大幅度膨胀,减少了其他物质的自由活动空间;同时纤维素醚分子链互相缠绕形成立体网络结构,其他物质被包围在网眼中间,不能自由流动。在这两种作用下,体系粘度得到提高。

现针对不同型号的HPMC在低浓度表活洗涤用品中的表现,做应用实验。

1. 测试配方

1.1 盐对体系粘度的影响

当未添加HPMC,单纯通过盐增稠,盐在加量4%时粘度出现拐点。但配方在盐添加量3%时,已经开始出现果冻现象。
 
1.2 考虑到性价比,通过盐与HPMC复配来增稠

HPMC是纤维素的部分甲基化和部分羟丙基化,是纤维素经过碱化后,再与两种醚化剂氯甲烷、环氧丙烷反应而得。根据基团取代度种类与多少、各基团比例不同,HPMC具有不同性能与应用领域。通常,HPMC主要分为E、F、J及K四种,HPMC的甲氧基、羟丙氧基含量,对产品的水溶性、保水能力、表面活性和凝胶温度有一定的影响。

根据生产及常规市售产品,主要以K(Hecyone® MPK)和E(Hecyone® MPE)为主。通过测试两种产品在不同盐分中的表现,评价其各自的配方应用。


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2. 结果与讨论

2.1 不同型号的HPMC对体系的影响

在含盐配方中,不同型号的HPMC表现出完全不同的感官性质。MPE在含盐配方中更易配伍,溶解于体系中,表现出较强的增稠能力,配方较透明;MPK在含盐配方中配伍性差,大部分溶胀而不溶解于体系中,增稠能力较弱,配方浑浊。

可能原因是因为相对MPK,MPE因为甲氧基取代了更多的羟基,甲氧基具有疏水性,对水的需求更少。在盐的影响下,MPK更容易在体系中“盐析”,而MPE更容易在体系中溶解存在。

2.2 配方中HPMC添加量对体系的影响

随着HPMC的添加量增加,不同型号HPMC在体系中粘度均有上升,而非达到某一粘度稳定。

说明HPMC在添加量增加的情况下,溶解的量也随之增加,表现出溶液粘度的增加。

2.3 配方中盐添加量对体系的影响

针对于MPK型纤维素,随着盐添加量的增加,体系粘度增加,透明度总体降低。说明盐越多,对MPK型纤维素的“盐析”作用越强。

针对于MPE型纤维素,随着盐添加量的增加,体系粘度增加;在盐含量1.5%~2.0%之间,透明度随着盐含量的增加,反而提升;在2.0%~2.5%之间,透明度没有太大影响。


可能原因是,在HPMC全部溶解于体系的前提下,纤维素醚在溶液中形成Zeta电位,产生粒子间的静电排斥作用,纤维素醚在溶液中呈现无规线团状,解离作用产生的抗衡离子分布在HPMC周围。加入氯化钠,相当于增加了抗衡离子的浓度,其中部分进入高分子链中而屏蔽了有效电荷,静电排斥力减弱,强化了蜷曲作用,随着这种蜷曲作用会使得聚合物的有效半径有缩小的趋势。其他物质被包围在聚合物线团中量减少,聚集程度降低,分散性更好。表现在盐含量在1.5%~2.0%之间提升,透明度提高的趋势。随着盐浓度的增加,聚合物链逐渐收缩趋于刚性结构,无机盐浓度的增加对聚合物链的影响趋于减弱,因而表现出盐含量在2.0~2.5%之间提升,透明度稳定的趋势。

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3. 总结

虽然非离子型增稠剂一般来说不受离子的影响。但在某些具体配方应用上,离子浓度仍然对配方中的增稠剂有影响。在含盐的洗涤产品中,添加MPE型号羟丙基甲基纤维素效果要明显优于MPK型号。同时,笔者也发现,通过在体系中添加混合磷酸盐,也可以改善非离子聚合物的溶解状态。且适用于较多纤维素醚类产品。

中福生物 魏涛 朱翔


来源:荣格-《国际个人护理品生产商情》


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