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大家好,我是还在暴富路上拼命打板的啊呜。

年已经过去了一半,这半年我们见证了太多世事难料。生活不易,所以,每一天都值得好好珍惜!每一个不好好学习的日子都是对生命的辜负。So,今天你学习新东西了没?

今天想给大家分享一下在化妆品中还算常见的“微胶囊技术”。

依.惯.三.问:

1、什么是微胶囊?

2、如何制备微胶囊?

3、微胶囊技术在化妆品中的应用

1、什么是微胶囊?

所谓微胶囊,是利用天然或合成的高分子材料为囊材将囊芯物(可以是固态、液态、气态)包裹而成的微小容器。

(微胶囊示意图)这种特殊包裹结构可以有效的保护囊芯物,增强囊芯物的稳定性,掩盖不良气味,延长材料的使用寿命等,因此成为原材料届的研究热点[1]。

研发的历史背景:

这项技术最初开始于20世纪30年代,由美国大西洋海岸渔业公司提出制备鱼肝油微胶囊的方法。之后在年,美国国家现金出纳公司采用复凝聚法成功制备出了含油的明胶微胶囊,首次向市场投放了第一代无碳复写纸,开始了微胶囊技术的新章。在那之后,微胶囊被广泛应用在了医药,染料,食品,日化等诸多行业。

发展到现在,微胶囊的形态有了更多的衍生。

微胶囊的形态

微胶囊有多种形态,如下图。囊芯物可以是多种物质,囊材也可以是单层或多层[2]。

(微胶囊的各种结构形态)

微胶囊的工作机理是基于囊芯物的“释放”,通过对囊材的“破坏”作用或者渗透作用从囊材的空隙间释放。能够影响囊芯物释放速率的因素很多,包括囊材、囊芯物的材料特点,囊材的厚度,微胶囊的制备方法等等。

其中,囊材的选取是微胶囊制备过程中最重要的一环。微胶囊的囊材

一般来说,在选择囊材时主要会考虑囊材与囊芯物的配伍性;囊材的耐高温、耐挤压性;囊材的渗透性,吸湿性,溶解性和稳定性;以及来源广泛,廉价易得等相关性质[3]。

目前,最常用的微胶囊囊材主要为碳水化合物、蛋白质、脂类等,其中碳水化合物主要包括壳聚糖、阿拉伯胶、纤维素、海藻酸钠等;蛋白质类的囊材主要包括明胶、白蛋白、大豆蛋白等。而脂类的囊材主要包括油脂、硬脂酸、卵磷脂等这些天然高分子材料,其来源广泛,价格便宜,易降解,对环境友好,且具有极好的稳定性和成膜性[4]。

此外,近年来还有一些新型的囊材出现,例如微生物的细胞壁、多孔淀粉等。有科学家利用酵母的细胞壁作为囊材,对姜油进行微胶囊化,能够显著的降低姜油香气的释放速度,延长姜油的使用寿命。

有了合适的囊材和囊芯物,下一步的关键是如何获得“微胶囊”。

2、如何制备微胶囊?

微胶囊的制备大体可以分为化学法、物理法以及物理化学法。下面我们分部简单介绍一下:

PS:涉及到较多方法和原理,感兴趣的同学可以看一下,不感兴趣的同学,也可以学着感兴趣一下嘛。

1、化学法(1)界面聚合法:这种方法常用的囊材为聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚脲等,可用于甘油、水、药用润滑油以及酶血红蛋白的微胶囊化。(2)原位聚合法:其基本原理为单体及催化剂全部位于囊芯物液滴的内部或外部,发生聚合反应进而生成微胶囊。这种方法收率较高,成本较低,易于工业化,但要求单体在溶液中可溶,而聚合物不可溶。

(3)锐孔法:其反应原理是聚合物固化时,会迅速沉淀析出,形成囊壁。利用这种方法制备微胶囊的一般过程为:将可降解的聚合物溶解在有机溶剂中,之后加入活性物质分散在有机相中或将其乳化,最后将得到的分散液或乳液用锐孔装置加到聚乙二醇溶液中,即可生成目标微胶囊。

2、物理法(1)喷雾干燥法:目前最常用的方法。其基本原理为将囊芯物分散于囊壁材料的稀溶液中,形成悬浮液或乳浊液。用泵将此分散液送到喷雾干燥雾化器中,此时分散液则被雾化成小液滴状,液滴中所含溶剂迅速蒸发而使壁材析出,进而形成囊结构。这种方法可用于将疏水性、亲水性及与水反应的物质进行微胶囊化的处理。这种方法操作较为简单,但高温条件和有机溶剂的存在容易使活性物质失活。此外,由于囊壁上存在空隙,材料的致密性较。但可在低温操作下避免这样的问题出现。(2)空气悬浮法:其原理为利用流化床的强气流将囊芯物微粒悬浮于空气中,通过喷嘴将囊材喷涂在微粒的表面。提高气流温度使囊材溶液中的溶剂挥发,则囊材析出形成囊结构。(3)真空蒸发沉积法:其原理主要是以固体颗粒作为芯材,囊材的蒸汽凝结于芯材的表面而实现胶囊化。(4)静电结合法:即先将囊芯物与囊材分别制作成为带相反电荷的气溶胶微粒,之后另其通过静电吸引凝结成囊的结构(5)溶剂蒸发法:一般操作流程为,首先将囊芯物分散在有机溶剂中,之后加入用作囊材的聚合物,之后将上述溶液加到水溶性的溶液中,进行乳化。最后将有机溶剂蒸发掉,即可得到目标微胶囊。(6)包结络合物法:这种方法主要是利用β-环糊精中空且内部疏水外部亲水的结构特点,将疏水性囊芯物通过形成包结络合物而形成分子水平上的微胶囊。(7)挤压法:这种方法的原理是将混悬在一种液化的碳水化合物介质中的囊芯物与囊材混合物经过模孔,用压力将其挤进囊材的凝固浴,囊材析出并硬化成囊。3、物理化学法(1)水相分离法:水相体系中的相分离法可分为复凝聚法,单凝聚,盐凝聚法和调节pH值聚合物沉淀法复凝聚法。即指在囊材分散相中含有两种以上的亲水胶体,通过调节pH等因素,使带异种电荷的两种胶体之间发生中和而使溶解度降低,进而引起相分离、凝聚的过程。单凝聚法是以一种高分子材料为胶囊囊壁材料,将囊芯物分散到囊壁材料中,然后加入凝聚剂,由于水与凝聚剂结合,致使囊壁材料的溶解度降低而发生凝聚,进而形成微胶囊;盐凝聚法是指把一种电解质加到聚合物的水溶液中,因引起相分离而使囊芯材料微胶囊化。(2)油相分离法:其主要原理是向囊壁材料聚合物的有机溶剂中,加入对于该聚合物来说,属非溶媒性的液体,进而引发相的分离而形成微胶囊。(3)干燥浴法:这种方法是将囊芯物分散到囊材中,形成的混合物微液被分散到介质中,之后除去介质进而得到微胶囊。(4)熔化分散冷凝法:这种方法是将囊材(一般用于蜡基作为囊材)受热后,将囊芯物分散到液态中,形成微滴,当体系冷却后,蜡状物质就在囊芯物外围形成囊壁,得到微胶囊。

3、微胶囊的应用

(1)保护、稳定配方中的敏感成分我们都知道VitaminE是化妆品中常用的抗氧化剂,可有效的清除自由基。但VE是一种油溶性的热敏物质,很难与水溶性物质混溶,且对紫外线和氧气都比较敏感,这很大程度的限制了VE在配方中的应用。如果通过微胶囊化VE,则可以将其应用于水溶性体系中,并能有效的减少VE和空气和紫外线的接触,从而让VE应用在更多的化妆品体系中。

实验

研究人员以壳聚糖、麦芽糊精作为囊材,用卵磷脂和吐温-80作为乳化剂,利用喷雾干燥法对VE进行包覆,制备得到VE微胶囊[6]。

(VE微胶囊在不同相对湿度条件下的释放)

测试结果表明,最终VE的包埋率可达89.02%,VE的保留率约91.73%。在相对湿度为32%时,其24d的VE残留率为95%[6]。

PS:保留率指经过微胶囊化的所有步骤之后,微胶囊产品中囊芯物中VE的含量与原始油中VE含量的比值。残留率指一段时间后微胶囊产品中的总VE含量与初始量的比值。

(2)使香精或活性成分能够缓慢释放,延迟效用时长当前,消费者对于日化产品的香精越来越看重。好的香味可以显著提高产品的受欢迎程度。而将香精微胶囊化可以保护其不受到高温、紫外线以及水分等环境因素的影响,并可使其缓慢释放,延迟效用时长。芬畅凝科香精香料公司利用喷雾干燥和附凝聚法制得香精微胶囊,产品加到洗发水、护发素、洗手液等洗护产品中,香精的挥发损失率被降低,留香时间延长六倍以上,水洗留香时间延长三倍[7]。(3)降低刺激性通过微胶囊技术,可以有效的降低一些刺激性成分对皮肤的影响。

实验

有研究人员利用喷雾干燥法将水杨酸微胶囊化。微胶囊化的水杨酸释放速率减慢,从而减少了与皮肤的接触,降低了水杨酸在配方中对皮肤潜在的刺激性[8]。

(水杨酸和水杨酸微胶囊在皮肤表面的残留情况)

此外,微胶囊包埋防晒剂也具有良好的应用价值。研究人员制备了甲氧基肉桂酸辛酯聚合物的纳米微胶囊,通过微胶囊包裹的方式,可避免防晒剂进入角质层,提高了产品的人体安全性[9]。

最后的最后

1、微胶囊是一种以高分子材料为囊材将囊芯物包裹而成的微小容器。

2、微胶囊可以有效的保护囊芯物,增强囊芯物的稳定性,掩盖不良气味,延长材料的使用寿命等。

3、在化妆品领域,微胶囊可用于防止活性成分在短时间内被氧化失活,可使活性成分可控缓释、延长效用时间,可降低致敏活性成分对肌肤的影响。

最后,祝大家下半年暴富!

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