不同表面活性劑的結合——泡沫不僅僅是泡沫

　　化妝品、清洗或清潔產品的泡沫是評價其好壞的重要標準。

　　傳統的商用的表面活性劑共混體系的發泡行為可以用自動泡沫測試儀區分開來嗎?來自The University of Applied Sciences Ostwestfalen-Lippe的Sarah Hokamp 和 Prof. Dr. Thomas Gassenmeier教授就這個問題為我們提供了解答。

　　產品良好的發泡作用對于個人護理和家庭護理方面是一個重要指標。由于每種產品的分類、訴求和需求都十分不同，例如洗發水和沐浴摩絲，都被期望可以快速并且強烈的起泡，因為用戶把這個與高清潔性能劃等號，泡沫也影響這我們對產品感官上的評估和對產品的接受程度。

　　另一方面，對于紡織物和洗碗用的洗滌劑，泡沫的蓄積和聚集需要被嚴格的避免。

　　有各種各樣的設備和工藝用來描述泡沫和測量它的體積。傳統的手動的方法需要人為讀出泡沫的水平。但是這個過程幾乎是錯誤百出。

　　對于水性表面活性劑溶液起泡性能的測量在化妝品領域的應用，也有自動的泡沫測試儀可供使用：例如SITA R-2000泡沫測試儀。

　　自動的泡沫測試儀可以得出新產品開發所需要的真實可靠的結果嗎?

　　利用SITA R-2000泡沫測試儀可以進行全自動的一系列測試。測試樣品是自動的從本體容器中取樣，泡沫是由轉子轉動產生的。泡沫的高度由傳感器模塊的針型探頭測量，之后設備會進行自動清洗。利用軟件選項可以收集基于表面處理的性質的數據，例如泡沫的形成速率、發泡能力、泡沫的最大體積、泡沫的穩定性和密度。

SITA R2000泡沫儀

　　根據被測量的產品種類和期望的泡沫行為，利用設備可以設定針對每一種測量的參數。

　　我們現在選擇表面活性劑：月桂醇硫酸鈉、椰油丙酰胺、可可糖苷和可可硫酸鈉，這些試劑以及他們的結合產品都廣泛的用于化妝品領域。作為典型的功能性添加劑，我們分析了添加護理劑甘油酸酯和可可糖苷和陰離子型聚合物聚季銨鹽-10(見圖一和圖二)的結果。為了得到有比較性的數據，所有測試方案都建立在活性濃度為500mg/l的條件下。

如何進行測試?

　　SITAR- 2000泡沫測試儀的參數：轉子速度、攪拌圈數、攪拌時長和溫度都可以設定。在測試序列中，我們使用20個攪拌周期，每一個周期持續十秒鐘，這是為了達到一個特定的Plateau 水平。溫度設定在40攝氏度，符合家用的淋浴溫度。在第一組測試中，我們先要確立攪拌器最合適的旋轉速度，再來區分表面活性劑。因此我們選擇月桂醇硫酸鈉和可可糖苷，因為他們有陰離子和非離子特性，也呈現不同的泡沫性能。

　　當旋轉速度為1200rpm時，泡沫的形成方式會有很明顯的差別。1400rpm時也有會很大差別，在四個攪拌周期后，泡沫因為月桂醇硫酸鈉的添加達到Plateau狀態。基于這些結果，這一系列的實驗應該在1200rpm，40攝氏度下進行。

　　這些由儀器設備測試的結果使泡沫性能很好的區分開來，但是不能當作通用規則。這個結果取決于表面活性劑或者產品的類型和數量，所以針對不同的問題，每次都必須要分別將機器調整到合適的設置。作為重要的商業用途，表面活性劑的結合：我們用月桂醇硫酸酯和椰油丙酰胺三甲銨乙內酯(變體C)的混合物，還有可替換的可可硫酸鹽和可可糖苷(變體D)。當使用去離子水時，表面活性劑的這兩種混合有相似的發泡行為。隨著水的硬度增加，替代物的發泡性能有所降低，因為可可硫酸鈉對水的硬度有敏感性。

　　現在可商用的用于化妝品行業的表面活性劑的組合，除了洗滌劑也包含其他不同的功能性成分。這又為自動測試儀提出了要求：能否確定添加劑的影響，他們通常劑量很小。我們選擇受歡迎的功能性添加劑，例如常用的調節陰離子表面活性劑相容的陽離子聚合物和護理成分。

　　并且額外添加的脂肪混合物會與皮膚上的皮脂、頭皮和頭發有相似的效果。陽離子聚合物聚季銨鹽-10(Ucare JR-400 Polymer)在表面活性劑溶液中存在水平為0.5%時，溶液泡沫形成速率會減小。泡沫的最大體積幾乎沒有影響。

　　如果由可可糖苷(和)甘油酸酯(Lamesoft PO 65)組成的護理組分以2%被添加進月桂醇硫酸酯和椰油丙酰胺三甲銨乙內酯的混合物中(變體G)，發泡幾乎不被影響。

　　當不加可可糖苷和可可硫酸鈉時，我們可以觀察到因為護理劑的添加，起泡性能下降。

　　為了確定樣品溶液中的脂肪對起泡性能的影響，我們將每次測試添加400mg/l的脂肪，這大大降低了泡沫產生的性能和泡沫體積。(見圖)

　　表面活性劑與脂肪混合物結合

自動的泡沫區分的優勢

　　我們研究的目的是通過使用自動泡沫測試儀，可以輕易區別不同配方和表面活性劑的組合的泡沫性能。

　　我們發現：讓分析人員使用正確的方法是現在區分常用的表面活性劑及其結合劑的起泡性能的基礎，也是確定功能性添加劑或天然體脂肪的效果的基礎。

　　考慮到起泡性能對用戶接受度的重要性，這個發現對由表面活性劑組成的個人護理產品的開發過程來說是必不可少的。對于最佳選擇，我們可以通過用戶對相關發泡行為客觀評價來發現，這些評價可以擴展到包括感官評價和用戶測試。