洗手液的配制及性能测试

.洗手液的配制 及性能测试洗手液的配制及其性能测定 武汉工程大学制药工程01班徐佳斌 文设计了一种洗手液配方，确定了洗手液制备的工艺条件。选择恰当的方法对产品的能指标进行测定，探索了利用表面张力的测定确定洗手液临界胶束浓度cmc 的方法，以及利用边加 NaCl 边测黏度的方法确定最佳 NaCl 加量的方法。结果表明，所研制的洗手液具有良好的去污能力和保湿功能。 关键词 洗涤剂；表面活性剂；表面张力 目前，人们多用肥皂、洗衣粉、汽油、洗洁精等洗手。这虽然能起到一定的清洗作用， 但对皮肤的刺激性较大，洗后皮肤常出现干燥、裂纹、脱皮等现象，而且对某些特殊工种操 作人员手上的污垢去污能力很不理想，尤其是汽油等油类，由于具有毒性，会给人的身体带 来危害。而洗手液能避免上述缺点，用其洗手去污力强、无毒、无刺激、润肤、芳香。配制 该洗手液简单方便而且成本低。 一、洗手液的配方设计要求 1) 产品要有对污垢充分的洗净能力和脱脂能力, 又要对皮肤无刺激和低刺激。因此, 在配 方中应选择性能温和的表面活性剂, 应保证人在使用中无其他毒副作用, 使用安全。 2) 产品应具有丰富而稳定的泡沫, 且易于冲洗, 能在硬水和常温条件下有较好的洗涤效 果。 3) 产品的酸碱度应呈中性或弱酸性, 与人体皮肤的pH值相近, 以免对人体皮肤造成刺激。 由于大多数表面活性剂皆成碱性, 因此, 在配方中需要加入弱酸性物质调节 pH 值, 普 通洗涤剂中常用的碱和碱性盐在配方中很少使用。 4) 产品应具有一定的黏度。黏度太低, 洗手液在手中停留时间过短, 不利于充分洗涤; 黏 度太高,产品则不易挤出。 5) 产品应有令人愉快的香气和赏心悦目的颜色。 6) 产品应具有一定的稳定性, 在使用环境中能较长时间存放。通常要求在 1 年以上的时间 不变质,不沉淀分层, 不浑浊。各项感官指标应符合国家或企业标准。 二、洗手液的基础配方设计 1) 表面活性剂 表面活性剂是洗手液配方中的主要成分, 其基本功能是去除手上的油垢和污垢,并产生一定的泡沫。选择表面活性剂总的原则是兼顾去污性与安全保护性。在进行配方设计时, 一方面要选择去油和去污能力较强的表面活性剂, 以便快速彻底地清除干净油污; 另一方面, 应考虑到手部皮肤是有生命的、娇嫩的和有感觉的, 易受到化学品的伤害, 应选择脱脂能力低、刺激性低、性能温和并且无毒、与皮肤相容性好的表面活性剂。阳离子表面活性剂虽然对皮肤的刺激性较小, 但由于在单独使用时去污效果尚不理想,在与阴离子表面活性剂复配时由于静电作用易形成胶束, 因此, 在洗手液配方中, 一般 选择去污能力较强的阴离子表面活性剂作为主表面活性剂, 再配合两性表面活性剂和 非离子表面活性剂作为辅表面活性剂。最常用的阴离子表面活性剂有: 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES 或 AESA) , a - 烯基磺酸盐(AOS) 和仲烷基磺酸钠( SAS) 等。AES 是一 种性能优良的表面活性剂, 具有良好的去污、乳化、润湿和发泡性能,并具有一定的抗硬 水性能, 对人体皮肤的刺激性小,其铵盐 AESA 性能更加柔和。AOS 具有良好的去污能 力和丰富的泡沫, 是洗手液中的常用品。SAS 也常用于人体皮肤清洁剂, 具有良好的泡 沫与低刺激性, 可替代部分 AES 。配方中可选择两性表面活性剂作为辅助表面活性剂, 该类物质通常具有良好的杀菌作用, 与阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂均有良好的配伍性能,泡沫丰富而稳定, 柔软性好, 对皮肤的刺激性小, 生物降解性好, 并具有很好的黏度调节作用。常用的两性表面活性剂和非离子表面活性剂有椰油烷基酰胺基丙基甜菜碱(CAB) 、椰油单乙醇酰胺和乙二醇二硬脂酸酯等, 几种协同作用可增强洗涤效果。在洗手配方中一般不使用对皮肤刺激性较强的十二烷基苯磺酸钠(LAS) 。根据我国洗手液行业的标 准规定, 洗手液配方中所用的表面活性剂的生物降解度应不低于 90%。原料含量(质量)/%作用AES(70%)10.0表面活性剂LAS(35%)12.0辅助表面活性剂65012.0辅助表面活性剂2) 润肤保湿剂 润肤保湿剂也是洗手液中必不可少的成分, 它可在皮肤表面水分挥发后留下一层 保护膜, 阻止或减缓皮肤内部水分的流失, 保持皮肤的润湿性。通常选择相对分子量较 大、可溶于水和沸点高的醇类物质, 例如液体石蜡、甘油、乙二醇、山梨醇、丙二醇和 烷基糖苷等。但润肤剂含量过高时会使产品有黏腻感,同时会降低产品的去污能力, 并具有消泡作用, 因此添加量不宜过多, 一般在 1%3%。原料含量作用甘油2.0加脂,保湿3) 加脂剂 表面活性剂虽赋予洗手液基本的清洗功能, 但在洗去手上污垢的同时, 也会脱除皮 肤上的油脂, 若长期使用仅由表面活性剂组成的洗手液, 会使皮肤皲裂、粗糙和失去弹 性, 尤其是干性皮肤。因此, 洗手液与其他洗涤剂不同, 洗涤后的肤感也是洗手液的一 个重要指标。为了避免表面活性剂的脱脂作用使皮肤感到干燥, 在配方中应加入一定的 润肤保湿剂, 以防止皮肤变得干燥。可选用酯类物质, 常用的有甘油酸酯、甘油椰油酸 酯、肉豆蔻酸异丙酯、甘油椰油基聚乙二醇酯、辛基羟基硬脂酸酯、聚季铵盐- 7、甘油 和泛醇等, 可选择一种或几种配合使用, 发挥滋润皮肤的效果。4) pH 调节剂人体的皮肤pH值为5.156.15, 呈酸性, 通常可加入柠檬酸调节产品至中性或者弱 酸性, 与人体皮肤的酸碱度接近。5) 增稠剂在使用洗手液时, 如果黏度太小, 不易在手中滞留, 则去污能力会受到影响。一般 情况下, 黏度为 0.16 Pas 较为理想, 但当总表面活性剂含量为 10%时, 溶液黏度只有 0.12 Pas, 因此, 一般应添加一定量的增稠剂。增稠剂亦称黏度调节剂, 洗手液具有一定的黏稠度既可改善产品外观, 使产品具有一定的稳定性, 也可方便使用。最常用的增 稠剂是无机盐,例如 NaCl、NH4 Cl 和 KCl 等, 它们价格便宜, 增稠效果好, 使用方便。 NaCl 的使用量一般为 1% 4% ,加入的量过多时, 反而会降低黏度。NH4Cl 的增稠效 果最好, 但调节的范围较窄, 稍有不慎就会影响产品的质量。还可使用高分子聚和 物作为增稠剂, 如 PVP、PVA 和 PAA 等。也可用烷醇酰胺作为增稠剂,烷醇酰胺具有洗 涤效果和稳定泡沫作用。应注意黏度也不要调节得过大, 否则不易挤压和冲洗。洗手液 的生产实验证明, 4%的椰油酸二乙醇胺添加量可使黏度达到此要求。原料含量(质量)/%作用NaCl可与黏度测定一同操作加到最高黏度增加粘稠6) 抗硬水剂为保证洗手液在硬水中也有较好的洗涤效果, 在配方中可加入少量螯合剂来提高 产品的抗硬水性能, 常选用 EDTA - 2Na 或者柠檬酸, 其性能都较温和。7) 减滑剂为了减少洗手液在洗涤过程中的滑腻现象, 增加皮肤的洗净感, 可在配方中加入一 定的减滑剂。C1820 阴离子表面活性剂能在洗手液中局部形成较大的表面张力, 减少 洗涤过程中的滑腻感, 可选用其中性能温和的作为减滑剂。8) 防腐剂为防止和抑制细菌生长, 保证产品有一定的存放期, 必须在洗手液中加入一定量的 杀菌防腐剂。应选择无毒、对皮肤无刺激、色泽浅和价廉的防腐剂, 常用的有苯甲酸钠、 石碳酸、甲基氯异噻唑啉酮、对羟基苯甲酸酯及凯松等。凯松是一种高效防腐剂, 用量 少又高效, 其成本仅为对羟基苯甲酸酯的 1 /3, 近些年使用较广泛。原料含量(质量)/%作用苯甲酸钠0.5防腐9) 外观调节剂为了使产品令人感到愉悦, 可在洗手液中加入适当的香精和颜色。一般可选择水果 香型、花香型或清香型的香精调节香气。香精的档次和品种很多, 可根据洗手液产品的 档次进行相应地选择。赏心悦目的颜色也会给产品增加不少魅力, 为此, 通常需要加入 一定量的色素, 颜色的选择应柔和、温馨且明亮, 常选用桔黄色、粉红色、天蓝色或者 淡绿色。洗手液可制成透明液体或是不透明液体, 若产品需要加工成不透明的颜色时, 还可添加珠光液或者遮光剂。注意香精和染料都应符合国家卫生标准的有关规定。原料含量(质量)/%作用珠光剂1.0增色香精3滴调味盐基玫瑰红1滴调色去离子水至100溶剂三、洗手液的制备工艺1) 以配制 100g 产品为基准。用 200ml 的烧杯，按配方要求用加量法分别称取 10.0gAES， 12.5gLAS 和 0.5g 苯甲酸钠。2) 在称好原料的烧杯中加入 60g 去离子水，在电炉上加热至 6070，搅拌使原料全部溶解。3) 适当降温后，用加量法加入 2g6501，2g 甘油和 1g 珠光剂，搅拌均匀。 4) 加入余量(约 10g)去离子水，适量香精和盐基玫瑰红，搅拌均匀。 5) 搅拌下缓慢加入 NaCl (先加 1g 再边测黏度边加 Nacl 直到达到最大黏度)。四、洗手液实际配方（确定 NaCl 质量后换算每种物质的质量百分含量 ）实验温度: 原料含量(质量)/%主要作用AES(70%)10.0去污LAS(35%)12.0去污65012.0助洗苯甲酸钠0.5防腐珠光剂1.0增色香精3滴调味盐基玫瑰红1滴调色甘油2.0护肤NaCl1.5增黏去离子水至100溶剂五、洗手液的性能测定方法水溶液表面张力的测定 基本原理和方法提要将毛细管的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开抽气滴液漏斗的活塞，让水缓 缓滴下，使毛细管内的溶液受到的压力比样品管中试样液面上来得大。当此压力差于毛细管 端面是产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，毛细管口的气泡即被压出，压差的 最大值 Pmax可从压力计上读出。若毛细管的半径为,则最大压力对气泡的作用F=r2pmax; 气泡在管口受到的表面张力为 F=2r则r2pmax=2r =rPmax/2(而对于同一个毛细管来说 r 是一个定值)表面张力用表面张力与浓度的对数作图，在表面吸附达到饱和时，曲线出现转折点，该点的浓度即为临界胶束浓度。试剂和仪器洗手液;表面张力测定装置 1 套；500ml 容量瓶 1 个,1000ml 容量瓶 4 个测定步骤1) 各种浓度洗手液的配制 称取 0.2g 的洗手液于 1000ml 容量瓶中,加入蒸馏水至刻度线,则浓度为 1/5000,其它的浓度则采用稀释的方式配取。 2) 溶液表面张力的测定 样品管内加入蒸馏水,使之刚与毛细管相切.打开抽气滴液漏斗的活塞,让水缓慢滴下,使 毛细管口逸出的气泡速宽以 35s 一个为宜,记录压力计两侧最高和最低读数,求取h,并 时记录温度.同法测定各浓度的洗手液的表面张力.注意事项 1) 仪器系统不能漏气。 2) 所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。PH 值的测定 配制1%的洗手液溶液,用玻璃棒醮取溶液,滴在PH 试纸上,再将其与标准比色卡比较,即 可得到其的PH 值. pH=7实验结果讨论指标名称指标名称外观黏稠状光亮的液体固含量9.39%色泽粉红色泡沫高度/cm5香型茉莉香cmc1.111.28总活性含量/%24黏度/Pas0.341PH值7六、产品分析洗手液的颜色悦目,香型受到广大人群的欢迎,7对人体的皮肤没有刺激作用,黏度 大于0.341 Pas，洗手液在手中滞留时间较长有较高去污能力。七、结语本文虽然提出了洗手液的配方和其性质的测定方法,也在原有产品的基础上有一些提高, 但是还有一些有待改进的地方.