陳 靖

(廣州市三崎美容美發(fā)用品有限公司，廣東 廣州 510850)

由于社會的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，越來越多的人想改變自己的頭發(fā)顏色。亞洲人的深色頭發(fā)想改變顏色需要讓頭發(fā)的天然顏色變淺，所以頭發(fā)漂白劑是美發(fā)沙龍中必不可少的美發(fā)用品之一?，F(xiàn)在常用的基于過氧化氫溶液的頭發(fā)漂白產(chǎn)品最早的應(yīng)用可追溯于19世紀60年代[1]，1867年在巴黎世界博覽會英國化學(xué)家E. H. Thiellay和法國發(fā)型師Leon Hugot合作推出了一款基于3%過氧化氫濃度的名叫Eau de Fontaine de Jouvence durée的頭發(fā)漂發(fā)產(chǎn)品，并開始在大眾中大受歡迎，逐漸被全球愛美人士的接受和推崇。時至今日，基于過氧化氫的頭發(fā)漂白劑依然是主流的人類頭發(fā)漂白產(chǎn)品。

過氧化氫溶液并不穩(wěn)定，需要在酸性環(huán)境中保存[2]。市售的過氧化氫溶液產(chǎn)品一般會添加不易氧化的多元無機酸將過氧化氫溶液的pH值調(diào)至3～4之間，并添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑和金屬螯合劑，從而讓過氧化氫溶液漂發(fā)產(chǎn)品能有超過3年的貨架壽命[3]。可是因為在實際的應(yīng)用中，過氧化氫漂白產(chǎn)品需要在pH值為9～11的堿性環(huán)境中才能給出良好的漂白效果，因此過氧化氫稀釋溶液配制的頭發(fā)漂白劑通常是兩劑型的[4]。一劑為酸性的通常是水劑或乳液/膏狀的過氧化氫溶液，另一劑則是堿性的粉劑或膏劑的過硫酸鹽漂白增效劑。由于過氧化氫溶液的不穩(wěn)定性和較大的酸堿跨度，酸性的過氧化氫溶液與堿性的過硫酸鹽漂白增效劑混合后容易導(dǎo)致過氧化氫堿性混合的不穩(wěn)定從而粘度急速降低的現(xiàn)象。

過氧化氫頭發(fā)漂白劑在應(yīng)用時需要有一定的粘度，因為漂白劑需要均勻的涂抹在頭發(fā)上，并且一般需要停留在頭發(fā)上40～50 min去氧化和褪淺頭發(fā)上的黑色素或各種染發(fā)后帶入的人工色素。過氧化氫溶液和堿性漂白增效劑混合后保持一定粘稠度可以有效的讓漂白劑包裹頭發(fā)去更好的進行發(fā)色褪淺氧化反應(yīng)，并且可以避免頭發(fā)漂白劑滴落漂發(fā)用戶的衣物或臉部和頸部。

基于上述的背景資料，可以得知過氧化氫頭發(fā)漂白劑的增稠是頭發(fā)漂白劑產(chǎn)品開發(fā)的一個重要課題?，F(xiàn)在市售的過氧化氫頭發(fā)漂白劑一般把酸性的過氧化氫溶液做成較稀的乳液狀，而增稠劑是添加到粉狀或膏狀的堿性漂白增效劑中。增稠劑必須要與酸性的過氧化氫溶液配伍，可以在保持過氧化氫乳液產(chǎn)品的乳化狀態(tài)的情況下增加過氧化氫頭乳液的稠度和粘度，并且也不會導(dǎo)致過氧化氫的不穩(wěn)定而劇烈分解，而是讓過氧化氫緩慢分解以獲得良好的對頭發(fā)色素氧化漂白效果?，F(xiàn)今在國家藥品監(jiān)督管理局的國產(chǎn)和進口特殊化妝品注冊信息公開系統(tǒng)中公布的基于過氧化氫的頭發(fā)漂白劑大多采用羥乙基纖維素[5]或玉米淀粉[6]作為增稠劑，近來也有使用聚丙烯酸聚合物[7]作為增稠劑的。

可是，無論是玉米淀粉，羥乙基纖維素或是聚丙烯酸聚合物，它們對于過氧化氫頭發(fā)漂白劑的增稠應(yīng)用都有其各自的缺點。淀粉(-C6H12O5)n是一種多數(shù)由兩種多糖縮聚物混合組成[2]的物質(zhì)，玉米淀粉擁有良好的外觀，價格低廉、無毒和無難聞氣味的優(yōu)點，并且能在pH值為10左右的含鹽類水溶液中溶脹而形成室溫凝膠，起到增稠增粘的作用。可是玉米淀粉的增稠能力有限，在高濃度過硫酸鹽電解質(zhì)環(huán)境中，只能起到輕微的增稠作用。在過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的配方中添加玉米淀粉還會增加產(chǎn)品在貯存過程中結(jié)塊和起粉塵的風(fēng)險。羥乙基纖維素(HEC)是另外一種在市售的過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉中常見的增稠劑。它也是一種非離子多糖聚合物，通常是白色或米黃色，無異味的可自由流動粉末[3]。羥乙基纖維素能在添加量相對較少的情況下對過氧化氫與過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的混合物進行增稠，而且HEC在高pH環(huán)境中需要的溶解時間還比較短，能迅速對過氧化氫和過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉混合物進行增稠?？上г趯嶋H應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，羥乙基纖維素會增加膏體外觀的顆粒感。而且隨著過氫化氫在堿性環(huán)境中分解，HEC增稠的頭發(fā)漂白劑會出現(xiàn)加速氧化降解的發(fā)生，導(dǎo)致頭發(fā)漂白劑的粘度會略有下降。HEC的吸濕性也會增加過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉在貨架貯存壽命期間結(jié)塊的風(fēng)險。最近有歐美的過硫酸鹽堿頭發(fā)漂白粉產(chǎn)品采用聚丙烯酸樹脂作為增稠劑，利用聚丙烯酸堿中和增稠的特性，在過氧化氫溶液與過硫酸鹽漂白增效堿劑混合的過程中對混合物增稠。并且聚丙烯酸會慢慢分解過氧化氫，也有助氧化漂發(fā)的過程。可是聚丙烯酸增稠是陰離子型的水溶性聚合物，如果配伍的過氧化氫溶液中含有陽離子調(diào)理組分，容易導(dǎo)致增稠失敗限制了過硫酸鹽漂白增效劑的通用性。再且聚丙烯酸樹脂中和增稠形成的稠厚結(jié)實的膠體具有太好的觸變性，用刷子涂布的時候粘度會降低，不利于堆疊頭發(fā)漂白劑膏體在頭發(fā)上包裹頭發(fā)進行氧化漂淺工作。

考慮到美發(fā)行業(yè)對于增稠基于過氧化氫的頭發(fā)漂白劑的實際需要，本實驗用4種多糖聚合物作為基于過氧化氫的頭發(fā)漂白劑的增稠劑進行對比研究。4種多糖聚合物分別為玉米淀粉、羥乙基纖維素、瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨和瓜兒豆膠。它們會作為增稠劑添加到過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉中，作為過氧化氫乳液的堿劑中的增稠成分。通過對比多個配方中不同濃度的玉米淀粉、羥乙基纖維素、瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨和瓜兒豆膠的增稠效果，展示了使用瓜兒豆膠作為基于過氧化氫漂白劑的增稠劑是一個優(yōu)選的方案。本研究為進一步優(yōu)化基于過氧化氫的頭發(fā)漂白劑的應(yīng)用做出了鋪墊。

1 實 驗

1.1 樣品準備

為了達到本實驗研究基于過氧化氫頭發(fā)漂白劑的增稠劑的目的，我們根據(jù)文獻的介紹和國家藥品監(jiān)督管理局數(shù)據(jù)查詢平臺上特殊化妝品注冊信息，設(shè)計了一個簡單的實驗基礎(chǔ)配方用來學(xué)習(xí)不同的增稠劑對于過氧化氫乳液和過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉混合物的膏體的增稠效果。表1給出了本項目中過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的實驗基礎(chǔ)配方。表2中給出了本項目中過氧化氫乳液的實驗基礎(chǔ)配方。表3給出了本實驗中研究的4種增稠劑。表1、表2和表3中的所有化學(xué)成分均是化學(xué)純(CP)級，所有用水均符合GB/T 6682-2008分析實驗室用水國家標準[8]。

表1 實驗漂粉基料配方成分表Table 1 Experimental bleach powder framework formula ingredient list

表2 實驗過氧化氫乳液配方成分表Table 2 Experimental hydrogen peroxide framework formula ingredient list

表3 本實驗中研究的多糖聚合物增稠劑和添加量Table 3 Experimental hairbleacher thickener and corresponding addition amount

1.2 實驗儀器

實驗采用了NDJ-8S數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計，上海績泰電子科技有限公司。本粘度計經(jīng)過廣州市花都質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測所校準。QSJ-B02R1攪拌機，佛山市小熊廚房電器有限公司。YH-RHJ-200L 真空均質(zhì)乳化機組，高郵市宇航化工機械廠。

1.3 樣品制備方法

本實驗中所論述的過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的制作方法如下。在室溫25 ℃下，將表1中的原料依次加入到攪拌機中，均勻混合10～15 min，然后即可得到需要的頭發(fā)漂白粉。

至于本項目中所論述的乳液狀過氧化氫溶液的制作方法則如下。將過氧化氫乳液成分表中的組分3～6加入真空均質(zhì)乳化機組中的油相鍋中，加熱至80～85 ℃，并開啟攪拌槳混合至均勻。在主乳化鍋中注入去離子水(保留30%去離子水待用)，并加熱至80～85 ℃。接著把有油相鍋中的物料加入主乳化鍋中，開啟均質(zhì)頭均質(zhì)乳化3～5 min，接著停止均質(zhì)開啟攪拌槳攪拌10～15 min。下一步在保持攪拌下對主攪拌鍋進行降溫至40～45 ℃。將組分7～10加入到真空均質(zhì)乳化機組的水相鍋中，開啟攪拌槳混合至均勻。最后將水相鍋中的物料加入主鍋中，繼續(xù)攪拌10～15 min至物料混合均勻。取樣檢驗合格后，即可得到實驗用的過氧化氫乳液。

頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合比例是1∶2。每次稱取20 g的頭發(fā)漂發(fā)粉和40 g的過氧化氫乳液，并用染發(fā)毛掃在塑料碗中均勻混合，模擬美發(fā)沙龍的實際操作場景。由于混合后的混合物不穩(wěn)定，粘度的測試是在樣品混合后立即進行的。

1.4 實驗方法

過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液混合物(下稱“頭發(fā)漂白混合物”)的粘度是采用旋轉(zhuǎn)粘度計的4號轉(zhuǎn)子，沉沒進樣品中進行測試，待機器顯示的粘度數(shù)值出現(xiàn)穩(wěn)定后把樣品的粘度記錄下。

2 結(jié)果與討論

2.1 多糖聚合物增稠劑與粘度變化

此次實驗我們用表1中的頭發(fā)漂白粉配方研究了4種植物多糖聚合物增稠劑對于過氧化氫頭發(fā)漂白劑的增稠增粘效果。4種多糖聚合物增稠劑分別是玉米淀粉、羥乙基纖維素、瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨和瓜兒豆膠。首先我們從表4中可以看出，當(dāng)我們沒有添加多糖聚合物增稠劑，只用表1的框架配方制作的頭發(fā)漂白粉與表2的6%過氧化氫乳液混合，會得到粘度為31000的頭發(fā)漂白混合物。

表4 表1的框架配方頭發(fā)漂白粉與表2配方的過氧化氫乳液混合比例1∶2混合物的粘度Table 4 The viscosity of hair bleacher made by table 1 bleach powder and table 2 hydrogen peroxide cream in a ratio of 1∶2

表5給出了在表1中的頭發(fā)漂白粉配方中分別添加了1%～5%不同添加量的頭發(fā)漂白粉與表2中的過氧化氫乳液混合后的混合物的粘度。通過表5的數(shù)據(jù)，圖1用折線圖表現(xiàn)了添加了這4種不同的多糖聚合物的頭發(fā)漂發(fā)粉與過氧化氫乳液混合物的粘度與增稠劑的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系。我們可以看到玉米淀粉的添加增加了頭發(fā)漂白混合物的粘度，添加1%的玉米淀粉對頭發(fā)漂白混合物的粘度幾乎沒有什么影響。玉米淀粉需要在添加量到2%的時候才稍微顯現(xiàn)出一點點增稠效果，粘度從31000 mPa·s增加到35000 mPa·s。玉米淀粉的增稠效果的峰值出現(xiàn)在添加量為3%時，繼續(xù)增加玉米淀粉的添加量沒有出現(xiàn)稠度的進一步增加，而是粘度穩(wěn)定在40000 mPa·s左右。

圖1 頭發(fā)漂發(fā)粉與過氧化氫乳液混合物粘度與增稠劑的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系Fig.1 A relationship between bleach powder and hydrogen peroxide mixture viscosity versus the addition of thickener weight percentage

表5 多糖聚合物添加量與頭發(fā)漂白粉和過氧化氫乳液混合物的粘度Table 5 Thickener addition amount and corresponding bleach powder and hydrogen peroxide mixture viscosity

瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨在實驗中展示出接近線性的對過氧化氫頭發(fā)漂白劑的增稠能力。在圖1中可以看出，添加了瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨的頭發(fā)漂白混合物的粘度隨瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨的添加量線性增加，雖然粘度的增稠效果跟羥乙基纖維素和瓜兒豆膠比相對較弱?？墒菑奶砑恿砍^2%開始，瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨表現(xiàn)出了穩(wěn)定的增稠能力。根據(jù)圖2的趨勢線方程式的表述，每增加1%的瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨添加量，可增加頭發(fā)漂白混合物大約21600 mPa·s的粘度。

圖2 瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨對過氧化氫乳液和漂粉混合物的粘度關(guān)系Fig.2 Viscosity effect of guar hydroxypropyltrimonium chloride on hydrogen peroxide cream and bleach powder mixture

羥乙基纖維素是市售頭發(fā)漂白粉中常見的增稠劑。本次實驗項目的結(jié)果顯示它確實有良好的頭發(fā)增稠效果。添加2%的羥乙基纖維素后，頭發(fā)漂白混合物的粘度立即從31000 mPa·s增加到82000 mPa·s，表現(xiàn)了良好的增稠效果。添加3%以上的羥乙基纖維素讓頭發(fā)漂白混合物的粘度增加直線上升到300000 mPa·s的區(qū)間，粘度非常高，超過了實際頭發(fā)漂白劑的需求。實驗證明3%以下的羥乙基纖維素添加量足以滿足頭發(fā)漂白劑的配方需求。

瓜兒豆角是本次實驗項目中展現(xiàn)出最好增稠效果的增稠劑。實驗結(jié)果顯示只需要添加1%的瓜兒豆膠就可以將框架漂粉與過氧化氫乳液混合物的粘稠度從31000 mPa·s增加至38000 mPa·s，并且在添加量超過3%以后它依然能繼續(xù)對頭發(fā)漂白混合物增稠增粘，在添加量同樣是5%的時候，對比羥乙基纖維素增稠的頭發(fā)漂白混合物瓜兒豆膠增稠的頭發(fā)漂白混合物得出的粘稠度達到了700000 mPa·s將近是羥乙基纖維素增稠的頭發(fā)漂白混合物的兩倍。

2.2 多糖聚合物對于膏體外觀的影響

多糖聚合物的增稠效果跟油脂和蠟類的增稠效果不一樣，在增稠的同時會增加膏體的粘度。

我們可以在圖3中看到，用框架漂粉配方和過氧化氫乳液配方按1∶2比例混合的頭發(fā)漂白混合物的膏體稠度比較低，粘度一般般，膏體比較細膩。圖3右側(cè)圖片展示了我們用兩塊載玻片夾著框架配方的頭發(fā)漂白混合物，再將兩塊載玻片拉開來觀察膏體的粘度?？梢钥闯隹蚣芘浞降念^發(fā)漂白混合物粘度較低，沒有什么拉絲現(xiàn)象。

圖3 框架頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物圖片F(xiàn)ig.3 Picture of the hair bleaching mixture between framework hair bleach powder and hydrogen peroxide

添加玉米淀粉到頭發(fā)漂粉中作為增稠劑后，與過氧化氫乳液混合后的到的混合物會有輕微的顆粒粗糙感，膏體光澤度降低了，頭發(fā)漂白混合的細膩度不如框架配方的頭發(fā)漂白混合物。具體可以看圖4中展示的含有3%玉米淀粉增稠的頭發(fā)漂白混合物，含3%玉米淀粉的頭發(fā)漂白混合物膏體明顯較粗糙，從分開的載玻片可以開出來膏體的稠度大幅增加，但粘度沒有明顯變化。

圖4 3%玉米淀粉增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物Fig.4 Picture of hair bleaching mixture between 3% corn starch thickened hair bleach powder and hydrogen peroxide on glass slide

羥乙基纖維素增稠的漂粉在和過氧化氫乳液混合后，稠度和粘度的增加都非常明顯，可是膏體有明顯的粗糙感和顆粒感。圖5給出了3%羥乙基纖維素增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物的膏體圖片和載玻片拉開膏體后的圖片。從圖5可以看到3%羥乙基纖維素增稠過的膏體有明顯顆粒感，但仍保留些許光澤度。從圖5右邊的圖片中可以看出3%羥乙基纖維素增稠的頭發(fā)漂白混合物的粘稠度需要大幅增加，可是它的粘度不會很高，用載玻片拉開膏體沒有出現(xiàn)明顯拉絲現(xiàn)象。

圖5 3%羥乙基纖維素增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物Fig.5 Picture of hair bleaching mixture between 3% hydroxyethylcellulose thickened hair bleach powder and hydrogen peroxide on glass slide

瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物膏體比較細膩跟框架配方頭發(fā)漂白粉與過氧化氫混合物的膏體區(qū)別不大，可從圖6的圖片中觀察到。圖6中給出的載玻片拉開的膏體可以看出瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨增稠的頭發(fā)漂白劑除了稠度外粘度也有提高，但也沒有出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。

圖6 3%瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物Fig.6 Picture of hair bleaching mixture between 3% cyamopsis tetragonoloba (guar)gum thickened hair bleach powder and hydrogen peroxide on glass slide

瓜兒豆膠在本實驗項目中展現(xiàn)了最好的過氧化氫乳液增稠效果，并且添加了瓜兒豆膠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物擁有比框架漂粉與過氧化氫乳液混合物更細膩的膏體，雖然光澤度有一點點的降低，但總體更細膩。圖7展示了3%瓜兒豆膠增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物，從中可以看到瓜兒豆膠增加了膏體的細膩度但降低了膏體的光澤。圖7右側(cè)的載玻片膏體拉伸圖片顯示3%瓜爾膠增稠的頭發(fā)漂白混合物顯示出了一點點拉絲的特性，代表膏體的粘度也有了明顯的增加，膏體帶有一定得粘性。

圖7 3%瓜兒豆膠增稠的頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液的混合物Fig.7 Picture of hair bleaching mixture between 3% guar hydroxypropyltrimonium chloride thickened hair bleach powder and hydrogen peroxide on glass slide

2.3 結(jié)果討論

從本次實驗研究的結(jié)果，我們可以知道玉米淀粉、羥乙基纖維素、瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨和瓜兒豆膠都是可以對含有過硫化物頭發(fā)漂白粉與過氧化氫乳液混合物增稠的增稠劑。但是從本次實驗的數(shù)據(jù)可以看出瓜兒豆膠擁有比市面上過硫化物頭發(fā)漂白粉普遍使用的羥乙基纖維素擁有更好的增稠和增粘效果，并且可以得到更加細膩沒有顆粒感的膏體。實驗中的另一種植物多糖聚合物瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨也展現(xiàn)了良好的增稠效果，但增稠和增粘能力不如瓜兒豆膠，不過瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨是陽離子聚合物，可吸附在頭發(fā)上改善頭發(fā)的梳洗性[3]，適度的與瓜兒豆膠復(fù)配使用可改善過硫化物頭發(fā)漂白粉的配方粘稠度和護發(fā)性能。

3 結(jié) 論

過氧化氫溶液與過硫酸鹽的混合物是現(xiàn)今使用最為廣泛的頭發(fā)漂白劑?？墒怯捎谑褂眠^氧化氫溶液與過硫酸鹽混合的頭發(fā)漂白劑去漂白頭發(fā)需要涂抹這種混合物在頭發(fā)上作用40～50 min，所以讓這些頭發(fā)漂白劑有一定的稠度和粘度使其能粘住包裹頭發(fā)是非常重要的。本實驗研究對比了4種多糖聚合物作為過氧化氫溶液和過硫酸鹽漂發(fā)粉的增稠劑，他們分別為玉米淀粉、羥乙基纖維素、瓜爾膠羥丙基三甲基氯化銨和瓜兒豆膠。研究發(fā)現(xiàn)雖然這4種多糖聚合物都能一定程度的增稠過氧化氫溶液與過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的混合物，但是瓜兒豆膠擁有最好的增稠效果，并且能使得到的過氧化氫溶液與過硫酸鹽頭發(fā)漂白粉的混合物擁有更細膩的膏體和粘度，讓其有更好的外觀并且增加的粘度可讓頭發(fā)漂白劑更好的粘住包裹頭發(fā)，讓頭發(fā)漂白劑的頭發(fā)漂淺效果更好。通過本實驗研究可以知道，多糖聚合物是過氧化氫溶液與過硫酸鹽混合物的良好增稠劑。未來可以嘗試使用其它新型多糖聚合物作為頭發(fā)漂白劑的增稠劑，以期開發(fā)出擁有更好性能和護發(fā)效果的頭發(fā)漂白劑。