一．前言
個人護理品配方里的原料混合時發生的相互作用，要比每種原料的性質的總和還要多。其中有些相互作用還能形成自絡合物，這些絡合物對配方的功能特性有增強或減弱的作用。目前大多數高性能配方很復雜，而且含有過多的成分，因此，要預測這些配方變化的結果十分困難。為了弄清配方里眾多成分的相互作用，通常要先用簡化系統，然后再將簡化系統得到的結果用于配制更有效的產品。
表面活性劑可以根據他們分子結構上帶的電荷來進行分類。依此方法，表面活性劑可分為陰離子的、陽離子的、非離子的和兩性的，其分子結構和所帶電荷如圖1所示。
這些表面活性劑可用于各種配方，且很少單獨使用。觀察常用
的香波瓶，會發現相互作用的許多物料，在許多情況下會產生改變粘性的毫微結構。配方的成敗，就決定于這些物料相互作用的性質。所以，弄清不同類型的表面活性劑的相互作用，對提高配方的功效是有益的。二十多年前，Ken Klein就認為可以通過努力使這種相互作用達到最佳效果。
二．陰離子-陽離子物料的相互作用
配方師將硬脂基二甲基芐基氯化銨與月桂基硫酸鈉混合，就得到一種粘滑的白色漿狀物。配方里這些物料相互作用的性質及如何產生最佳效果，是配方技術的重要部分。
關于陽離子和陰離子表面活性劑的相互作用，此前已有多項研究。人們雖有不同見解，但最終還是確認了兩種季銨化合物：硬性的和軟性的。硬性季銨化合物與陰離子表面活性劑是不配伍的；軟性季銨化合物與陰離子表面活性劑混合，能生成濃稠、透明的高泡絡合物。陰離子表面活性劑的硬性也有不同，月桂基聚氧乙烯醚-2-硫酸鈉(SLES．2)與季銨化合物的配伍性要優于月桂基硫酸鈉(SLS)。大家知道水的性質，水分子問鍵連的氫，使水成為生命必需的重要物質。同樣，離子表面活性劑在稀釋水溶液里的相互作用，對個人護理品的配制和使用也必不可少。選擇帶電荷的表面活性劑混合成自組合成分，對物料的功能性及其形成有效的毫微結構十分重要。首先．用熟知的方法調制混合物時，其組合動力源于系統的最低自由能。然而，系統的最低自由能狀態往往不是最低的有序狀態，而是最有序狀態，以油浮于水的水系統最為典型。
陰離子和陽離子物質帶有相反的電荷，因此能互相吸引，形成鹽絡合物。決定配方功能的正是這種絡合物的特性．而不是表面活性劑本身的性質。離子物料加入水中時，相反的電荷會互相吸引．相同的電荷則互相排斥。隨著局部離子物料濃度的增加，溶液就會出現下述有序結構：1)可溶性鹽產品過量，并出現沉淀： 2)溶液的粘度增加：3)形成不溶性絡合物。離子物料相互作用的這種性質，是目前研究的焦點。
現在研究人員把陰離子和陽離子表面活性劑在水溶液里形成的絡合物分成兩類：稠而透明的為軟絡合物．不溶解的為硬絡合物。一種絡合物的軟硬取決于其化學結構。將濃度為10％的陽離子表面活性劑滴定到含量為l0％的陰離子活性物(如SLS)溶液里，越來越多的陽離子表面活性劑會與陰離子發生絡合。陽離子和陽離子的數量相等，相互作用構成絡合物的量會達到最大，而未絡合的表面活性劑混合物的最大粘度，會出現在其數量大致相等的情況下。
三、陰離子和和性表面活性劑的相互作用
兩性表面活性劑(如甜菜堿、酰胺甜菜堿和氨基丙酸鹽表面活性劑)的結構上有正、負兩種電荷，所以，與結構上只有一種正電荷的季銨化合物的相互作用比較，他們與陰離子的相互作用不同。研究陰離子和兩性表面活性劑問的相互作用，選用化妝品工業最常用的表面活性劑。這些表面活性劑的縮寫和在化學文摘中的編號列于表l。表l中的全部表面活性劑都可從市場購買到，選用的陰離子表面活性劑是SLS和SLES-2．其結構式如圖2。這項研究可以對許多兩性表面活性劑作出評定，為簡便起見，只選取一些甜菜堿和丙酸鹽類兩性表面活性劑(見圖3)進行研究。在個人護理品市場上，這兩類化合物都很容易買到，每類都選擇了一些有代表性的產品作試驗品。評定其相互作用時．試樣里的活性物含量要稀釋到10％。
(一)粘度研究
研究粘度的試驗步驟如下(試驗結果見表2和表3)：
1．調制濃度為l0％的陰離子表面活性劑溶液：
2．調制濃度為l0％的兩性表面活性劑溶液：
3．制備三種比例的兩性表面活性劑和陰離子表面活性劑溶液的混合物，其比例分別為：25：75、50：50、75：25，均以重量計
4．用布羅克菲(Brookfield)粘度計LV Spindle4測出轉速分別為60轉／分、30轉／分和6轉／分時的運動粘度。
從表2和表3可以看出，陰離子表面活性劑與不同性質的兩性表面活性劑相互作用的程度明顯不同：SLS或SLES-2與LP混合，不管比率多少，都不產生粘度與
氨基丙酸鹽混合，不發生相互作用；與烷基甜菜堿混合，有明顯的相互作用．但當濃度接近理想配比時．會生成不溶性絡合物；與酰胺甜菜堿混合，有很強的相互作用，且生成物有較好的溶解性，能形成凝膠。同樣．同一種兩性表面活性劑和不同的陰離子表面活性劑混合，相互作用的程度和趨向也有區別，將SLS換成SLES-2，結果就明顯不同．而且這種結果可用所研究的兩性表面活性劑的溶解性來測定。陰離子和兩性表面活性劑相互作用的不同結果，最終會導致混合物的透明度和粘性不同。測定的分類結果見表4。
(二)泡沫研究
在所有情況下，50：50的混合物都具有最大的粘度值。活性物含量l％的溶液的50：50混合物符合羅斯一邁爾斯(Ross—Miles)泡沫高度測定結果。例如．CB：SLS為50：50的混合物．在瞬時、1分鐘和5分鐘時分別有250min、
令人驚奇的是．表5顯示出，SLS和SLES．2的初始泡沫高度接近最低。這表明，他們與甜菜堿混合時．混合物的起泡性有一種協同效果，即使起泡性最差的混合物．其泡沫高度也與SLS近似。這意味著：l)SLS或SLES-2和兩性表面活性劑混合形成的絡合物的起泡性，不同于單獨使用SLS或SLES-2；2)用陰離子和兩性表面活性劑的混合物配制高泡產品時，有很多混合物可供選擇。甜菜堿經常用在個人護理品中，原因就在于，甜菜堿能改進個人護理品的起泡性．對消費者來說．這是一個很重要的特性。
德拉夫斯潤濕試驗所測定的，是濃度l％的表面活性劑溶液將一絞棉紗浸透下沉所需的時間。浸透下沉所需時間越少，潤濕性越好。表6表明，混合物的潤濕時間與采用何種甜菜堿關系不大。在所用的甜菜堿中，只有DAB一種延緩了SLS和SLES-2的潤濕時間。因此，就潤濕時間而言，DAB產品要差得多，這是出人意料的。目前市場上DAB產品最多，且具有良好的調理性能，這在陰離子和其他甜菜堿的混合物中是看不到的。
(三)加鹽研究
研究鹽對化妝品配方影響的基本方法是鹽曲線。以遞增的方法逐漸加入鹽．再觀測每次加鹽后混合物的粘度變化。不難觀察到，每次加鹽后混合物的粘度逐漸增加。但是，當鹽加到一定量時，粘度會達到極大值，此時再加鹽．粘度反而會降低。這就是某種香波加水后．粘度竟然會增加的原因。鹽曲線有兩個明顯的重要特性：粘度的極大值(高峰粘度)和達到這個值時的鹽量。
加鹽時．先用75％的陰離子和25％的甜菜堿調成混合物并稀釋到l0％，再按上述方法加入混合物中，測出混合物的高峰粘度。陰離子和甜菜堿選擇75：25這個比例，基于兩個原因：l)在大多數情況下．50：50的混合物的粘度已經很高；2)就配方成本而言，兩性表面活性劑為25％、陰離子為75％時混合物比較有商業價值。每次加入混合物溶液的鹽量為0．5％，用布羅克菲粘度計測出每次加鹽后的粘度，加鹽溫度為20±0．3。C。作為一個典型例子．這里將SLS的鹽曲線和有關數據列入圖4、表7。SLES-2和試驗的十種混合物的相關資料可從網上(WWW．CosmeticSandToiletries．com)查得。
SLS的高峰粘度見表8。將甜菜堿和鹽加到SLS里，除加CB的外，其他幾種混合物的高峰粘度都有所增加。表中所列的混合物中，甜菜堿都使鹽曲線向左移動了。換句話說，就是加入甜菜堿后．混合物達到高峰粘度所需的鹽量都減少了。在SLS系統里加入調理用DAB，其高峰粘度增加了很多，而達到這個粘度所需的鹽量卻減少l／3，而且不影響系統的起泡性。不過，必須在此指出，許多情況下．加入甜菜堿也會使系統的鹽曲線變寬。
如表9所示．將甜菜堿和鹽加到SLES-2里，表中所列混合物的高峰粘度都降低了．其中LMAB使高峰粘度降得最少。此外，表9也可以看出，甜菜堿同樣使表中所列混合物達到高峰粘度所需要的鹽量減少。這也說明，甜菜堿的加入會使表中所列混合物的鹽曲線向左移動。尤其是調理用DAB的加入，不但能改進混合物的粘度，而且還可以優化混合物的調理性能。
四、結束語
甜菜堿和陰離子表面活性劑的配合．是配方師提高配方價值的有效方法。本文只研究這個方法有價值的幾個特性，其他性質如調理性、泡沫豐度、泡沫結構和膚感等，都可得益于合適的甜菜
堿。在研制配方時．為了取得預期效果，配方師應該研究這些相互作用，并給予充分重視。
參考文獻
Cosmetics & Toiletries．March 2006．P67—68．P70—74．
