化妝品配方
瀏覽數：6659+ | 2015-12-25
撰文者 | Sophie MEYER
內容及圖片來源 | Les Nouvelles Esthétiques/全國美容雜誌社120期
內容及圖片來源 | Les Nouvelles Esthétiques/全國美容雜誌社120期
化妝品配方
法國國立科學研究院特別准許本刊發表其《化學和科學》系列科普文章。該系列文章包羅萬有，涉及物理，生物，化學，物理化學，歷史，文獻等多領域。我們從中可瞭解到各種最新資訊，科學研究成果以及其他相關資訊。這實在不容錯過，值得大家一探究竟。
自從諾查丹瑪斯（Nostradamus）及其《胭脂和香料論著》問世以來，化妝品配方開始日趨合理化。產品配方依賴於對所用原材料的特性認識以及工藝操作控制能力，體現出借助相關科學知識的技術水平。
「產品配方是不同原材料混合的一種配製方法，從而滿足特定需求，通常是特性方面的需求。」產品配方控制化妝品質量。化妝品配方的主要問題（同其它所有產品配方一樣！）就是使溶解度性質並不一樣的各種物質如何在同一系統之中相輔相成。而表面活性劑則可令此難題迎刃而解，它通過組合形成物質儲存「體」，從而使到水溶性產品可在「水中分散」，或脂溶性物質可在有機介質中分散。
高濃度的表面活性劑使其它組織形式出現：即所謂的分散介質。在導致形成可用於化妝品的膠體的所有物質之中，聚合物是代替表面活性劑的好選擇。
凝膠是目前極為常見的一種化妝品形式。這種液體不會流動。當溶液分子在可以凝固溶劑的網狀組織中相互粘合時就會形成凝膠。護髮凝膠呈透明凝膠狀，而用於護膚品的凝膠則手感柔順。很多的化妝品配方均含有用作增稠劑和粘合劑，代替脂肪的粘土成份。這種天然物質具有極強的鎖水能力，因此可用於保濕，排毒和潔淨肌膚（粘土面膜）之功效。
化妝品配方涉及物理，化學，生物，社會經濟學，人文科學等多個學科。產品研製，其安全性和穩定性均需要經過多次前期測試，並對其應用生物環境進行認真檢查。只有瞭解皮膚及其對化學刺激，光照和氧化的反應，才能確定產品配方中不同活性因子成份的特性。
凝膠
在古代，人們已經懂得使用由澱粉漿或明膠製成的凝膠。1861年．Thomas Graman將其定義為「溶液呈聚合狀的物質」。澱粉和氧化鋁凝膠等即屬此類。時至今日，化妝品方面有兩大類型的凝膠：
凝膠至少由兩個成份構成：大部份為液體狀的溶劑被分佈在整個溶劑之中，呈三維網狀結構的少量物質所凝固。因此凝膠類似於軟性固體。易於變形，具有彈性或塑性。對於透明凝膠，由於網格細小，因此透光。
如何製造凝膠？
需要建立帶有機分子或礦物質的網狀結構。
可使用細小分子作為有機分子：若干非離子表面活性因子與某些有機溶劑聚合，可導致形成長鏈結構，再形成三維網狀組織，最後成為彈性粘性物質。也可使用巨分子。這時形成的就是聚合物。最後還可使用具有球狀，棒狀或塊狀的礦物質微粒（水合金屬氧化物，粘土等）的分散形式。
同這些仍保持被溶劑所包圍的微粒出現聚合時就會形成凝膠。此時出現「固－膠轉變」，因為溶液喪失流動性並轉化成軟性固體，形成所謂「凝膠」。包括化學凝膠和物理凝膠。
化學凝膠
其結構源自化學反應。溶液聚合物之間建立固定連接（共價鍵）產生軟性鏈，其末端依附3或4鍵，從而在溶液中形成網狀結構。這些凝膠不可逆轉但可變形恢復原狀。它們可吸收相當數量的液體。例如某些嬰兒尿布所含的超吸水凝膠即可吸收多達1000倍的水份。
化學凝膠由於具有彈性因此可以依附在固體表面。在整個固／膠表面形成凡德瓦力（Van der Waals Force）作用。
物理凝膠
與之相反，物理凝膠的聚合過程具有可逆性。只需幾攝氏溫度的變化就足以令凝膠形成或融解。
物理凝膠的構成
當巨分子是不可折疊的硬鏈時，就會出現膠凝現象（通過溶劑導致出現膠凝作用即屬此類）。其它凝膠則是通過傳統的結晶作用形成。當分子中存在不對稱碳時，形成的聚合物具有不同的立構規整度（tacticity）*。
────────────
＊立構規整度是聚合物上固定組群的空間排列。
在低溫下，存在兩種不同的聚合物類型：
分散介質
在高濃度的表面活性劑作用下會出現特殊的組織形式：液晶晶格。它們按照晶格幾何的周期性構成各向異性整體。在其眾多用途之中，化妝品則主要是利用其在水／皮膚，特別是水／頭髮界面中的構造特性。
科學工藝使產品配方「煥然一新」！
諾查丹瑪斯對此同樣深感興趣。在發表驚世預言之後，他開始埋頭撰寫《胭脂和香料論著》，「一本有助於讀者瞭解掌握美容配方的實用手冊」。醫學博士Michel de Nostredame對此書出版同樣貢獻良多。他在書中第一部份提供多款美容乳霜和香體露的配製秘方，並將其功效吹噓得神乎其神。例如某款煉丹就被標榜「五十歲滿臉雀斑黝黑皮膚的女性使用後即可返老還童，青青再現」。這些晶格（聚集體）主要控制結構形凝膠（軟膏，胭脂，乳霜，乳液）的生產。它們通過產生界面穩定膜而成為乳劑或微乳劑的基礎所在。而這些乳劑就是化妝品呈乳狀外觀的主要原因。化妝品的功效取決於尖端生產工藝，例如使用微膠囊，脂質體，泡囊或非離子表面活性囊泡。它們充當載體，令其中所含的活性物質得以滲透進入皮膚細胞。通過X光可檢測此類晶格。它們結構類似晶體但同時具有液體流動性（Friedel 1992,Luzzati 1968,De Gennes 1974）。科學家對包含水，脂肪，表面活性劑甚至乙醇的結構形介質的特性進行了大量研究。
乳劑
穩定條件
白色或染色，乳白，外表光滑的乳劑是化妝品行業最常見的配方之一：無論是日霜，夜霜，保濕霜還是防曬霜均以其賣相為賣點，以滿足「舒適和外表」兩全其美的強烈需求。化妝品配方採用水和水溶產品，油和油溶產品。乳化形式是其中最常見和最多變的形式之一。科學家對它在化妝品配方中所起到的載體作用和誘人外觀多有論述（Becher 1977,Puisieux 1983）和大量使用。製造可用作活性化合物化妝基底，具有光滑乳狀外觀物質（曬黑霜，保濕霜，彩妝霜，卸妝霜）的方法之一就是在另一相位中分散一種或數種不可溶混化合物。
乳劑實例
臉部護膚液一直以來深受女性喜愛。1900年問世的著名「lait virginal」即由卡他夫沒藥和安息香溶解於玫瑰水中泡製而成。同時加入不定量的皂角（一種皂皮酸糖乳化劑）和檸檬精。對於過敏和刺激性皮膚，建議使用清涼乳霜和卸妝霜。塗拭薄薄一層，然後再用爽膚水或溫水清洗，令肌膚潔淨無比。配方中含有甜杏仁油，白蠟，鯨蠟，玫瑰水，安息香（一種原產自南亞地區的植物，具有抗菌芳香功效）和玫瑰揮發油。
乳劑穩定性
油和醋酸構成我們稱之為「酸醋」的不穩定乳劑。加入芥末（芥末籽提煉所得，其中含有表面活性因子）則可製成穩定乳劑。有時很難甚至不可能在水中分散固體物質。粘土即屬於此種情況。但只要幾個百分比的磷酸鈉即可令此類物質分散，如果單只是用力攪拌只會是徒勞無益。相反，如果加酸就會中和陰離子，導致立即出現凝結現象。磷酸陰離子破壞微粒之間的聚合力，從而形成浮動分散聚集體，而酸則可以將其重組。這兩個例子闡明了乳劑的穩定標準：對界面的位阻效應和電力效應。
我們可通過不同方法對乳劑特性進行分析。最簡單的辦法就是在其中一種相位中使用可溶性染料。吸紙上沉澱物乾燥後呈心狀或冠狀，代表油包水（W/O）或水包油（O/W）形式。電特性也同樣極差異極大。油包水乳劑的導電性遠較水包油乳劑的為差，這是因為油構成的保護層不具有導電性。
乳劑可作為化妝品活性因子載體的選擇之一（Friberg 1970）。包含憎水鏈聚氧化乙烯兩親分子，山梨糖醇酯和脂肪醇的化合物具有極佳的穩定性，同時不會刺激皮膚。低值HLB（親水/親脂平衡值）（4－6）可令W10類型的乳劑保持穩定；水包油乳劑則需要10－18的平衡值。
稠度則由油的性質所確定（通常是C12-C16碳氫鏈含油物質衍生物），同時也取決於石蠟或石油鎦分的性質。再行加入商業乳劑的各種成份，例如防腐劑，抗氧化劑，香料，染料等。唯一條件是不會破壞產品的穩定性。依此操作就可製造出半固體狀乳霜或稠狀液體。其它凝膠，水溶性凝膠和油溶性凝膠同樣可歸入此類，因為它們也是通過加入水或油，乳化劑，增稠劑（聚丙烯酸，通常數量較高，水凝膠中含有15%的聚氧化乙烯表面活性因子，油溶性凝膠則含有20%的十二烷醇）形成的半固體和透明配方產品。
乳劑在化妝品中起到舉足輕重的作用（Friberg 1970,Guyot 1980）。其作用在於可提供少量表面活性因子（1%-5%）的乳霜，乳液和油性護膚液。至此我們也就明白對化妝品成份的穩定性進行分析的原因所在。還可通過與其它乳化劑組合，實現三相乳劑（W/O/W，水/油/水）（Friberg 1979）。
在上述三種組合方式中，我們可觀察到均加入大量水相位。活性物質最好佔整體重量的10%-12%。界面分子膜的某些構造形乙醇同時出現，導致一些天然香精由於成本昂貴而未能加入配方之中，這實在令人惋惜不已。
法國國立科學研究院特別准許本刊發表其《化學和科學》系列科普文章。該系列文章包羅萬有，涉及物理，生物，化學，物理化學，歷史，文獻等多領域。我們從中可瞭解到各種最新資訊，科學研究成果以及其他相關資訊。這實在不容錯過，值得大家一探究竟。
自從諾查丹瑪斯（Nostradamus）及其《胭脂和香料論著》問世以來，化妝品配方開始日趨合理化。產品配方依賴於對所用原材料的特性認識以及工藝操作控制能力，體現出借助相關科學知識的技術水平。
「產品配方是不同原材料混合的一種配製方法，從而滿足特定需求，通常是特性方面的需求。」產品配方控制化妝品質量。化妝品配方的主要問題（同其它所有產品配方一樣！）就是使溶解度性質並不一樣的各種物質如何在同一系統之中相輔相成。而表面活性劑則可令此難題迎刃而解，它通過組合形成物質儲存「體」，從而使到水溶性產品可在「水中分散」，或脂溶性物質可在有機介質中分散。
高濃度的表面活性劑使其它組織形式出現：即所謂的分散介質。在導致形成可用於化妝品的膠體的所有物質之中，聚合物是代替表面活性劑的好選擇。
凝膠是目前極為常見的一種化妝品形式。這種液體不會流動。當溶液分子在可以凝固溶劑的網狀組織中相互粘合時就會形成凝膠。護髮凝膠呈透明凝膠狀，而用於護膚品的凝膠則手感柔順。很多的化妝品配方均含有用作增稠劑和粘合劑，代替脂肪的粘土成份。這種天然物質具有極強的鎖水能力，因此可用於保濕，排毒和潔淨肌膚（粘土面膜）之功效。
化妝品配方涉及物理，化學，生物，社會經濟學，人文科學等多個學科。產品研製，其安全性和穩定性均需要經過多次前期測試，並對其應用生物環境進行認真檢查。只有瞭解皮膚及其對化學刺激，光照和氧化的反應，才能確定產品配方中不同活性因子成份的特性。
凝膠
在古代，人們已經懂得使用由澱粉漿或明膠製成的凝膠。1861年．Thomas Graman將其定義為「溶液呈聚合狀的物質」。澱粉和氧化鋁凝膠等即屬此類。時至今日，化妝品方面有兩大類型的凝膠：
- 護髮凝膠，呈透明凝膠狀
- 護膚凝膠，手感柔順
凝膠至少由兩個成份構成：大部份為液體狀的溶劑被分佈在整個溶劑之中，呈三維網狀結構的少量物質所凝固。因此凝膠類似於軟性固體。易於變形，具有彈性或塑性。對於透明凝膠，由於網格細小，因此透光。
如何製造凝膠？
需要建立帶有機分子或礦物質的網狀結構。
可使用細小分子作為有機分子：若干非離子表面活性因子與某些有機溶劑聚合，可導致形成長鏈結構，再形成三維網狀組織，最後成為彈性粘性物質。也可使用巨分子。這時形成的就是聚合物。最後還可使用具有球狀，棒狀或塊狀的礦物質微粒（水合金屬氧化物，粘土等）的分散形式。
同這些仍保持被溶劑所包圍的微粒出現聚合時就會形成凝膠。此時出現「固－膠轉變」，因為溶液喪失流動性並轉化成軟性固體，形成所謂「凝膠」。包括化學凝膠和物理凝膠。
化學凝膠
其結構源自化學反應。溶液聚合物之間建立固定連接（共價鍵）產生軟性鏈，其末端依附3或4鍵，從而在溶液中形成網狀結構。這些凝膠不可逆轉但可變形恢復原狀。它們可吸收相當數量的液體。例如某些嬰兒尿布所含的超吸水凝膠即可吸收多達1000倍的水份。
化學凝膠由於具有彈性因此可以依附在固體表面。在整個固／膠表面形成凡德瓦力（Van der Waals Force）作用。
物理凝膠
與之相反，物理凝膠的聚合過程具有可逆性。只需幾攝氏溫度的變化就足以令凝膠形成或融解。
物理凝膠的構成
當巨分子是不可折疊的硬鏈時，就會出現膠凝現象（通過溶劑導致出現膠凝作用即屬此類）。其它凝膠則是通過傳統的結晶作用形成。當分子中存在不對稱碳時，形成的聚合物具有不同的立構規整度（tacticity）*。
────────────
＊立構規整度是聚合物上固定組群的空間排列。
在低溫下，存在兩種不同的聚合物類型：
- 晶狀聚合物。存在兩種不同立構規整度（全同立構和無規立構）。屬於規則有序的片狀物體。
- 非晶狀聚合物。無序排列（無規立構）。
分散介質
在高濃度的表面活性劑作用下會出現特殊的組織形式：液晶晶格。它們按照晶格幾何的周期性構成各向異性整體。在其眾多用途之中，化妝品則主要是利用其在水／皮膚，特別是水／頭髮界面中的構造特性。
科學工藝使產品配方「煥然一新」！
諾查丹瑪斯對此同樣深感興趣。在發表驚世預言之後，他開始埋頭撰寫《胭脂和香料論著》，「一本有助於讀者瞭解掌握美容配方的實用手冊」。醫學博士Michel de Nostredame對此書出版同樣貢獻良多。他在書中第一部份提供多款美容乳霜和香體露的配製秘方，並將其功效吹噓得神乎其神。例如某款煉丹就被標榜「五十歲滿臉雀斑黝黑皮膚的女性使用後即可返老還童，青青再現」。這些晶格（聚集體）主要控制結構形凝膠（軟膏，胭脂，乳霜，乳液）的生產。它們通過產生界面穩定膜而成為乳劑或微乳劑的基礎所在。而這些乳劑就是化妝品呈乳狀外觀的主要原因。化妝品的功效取決於尖端生產工藝，例如使用微膠囊，脂質體，泡囊或非離子表面活性囊泡。它們充當載體，令其中所含的活性物質得以滲透進入皮膚細胞。通過X光可檢測此類晶格。它們結構類似晶體但同時具有液體流動性（Friedel 1992,Luzzati 1968,De Gennes 1974）。科學家對包含水，脂肪，表面活性劑甚至乙醇的結構形介質的特性進行了大量研究。
乳劑
穩定條件
白色或染色，乳白，外表光滑的乳劑是化妝品行業最常見的配方之一：無論是日霜，夜霜，保濕霜還是防曬霜均以其賣相為賣點，以滿足「舒適和外表」兩全其美的強烈需求。化妝品配方採用水和水溶產品，油和油溶產品。乳化形式是其中最常見和最多變的形式之一。科學家對它在化妝品配方中所起到的載體作用和誘人外觀多有論述（Becher 1977,Puisieux 1983）和大量使用。製造可用作活性化合物化妝基底，具有光滑乳狀外觀物質（曬黑霜，保濕霜，彩妝霜，卸妝霜）的方法之一就是在另一相位中分散一種或數種不可溶混化合物。
乳劑實例
臉部護膚液一直以來深受女性喜愛。1900年問世的著名「lait virginal」即由卡他夫沒藥和安息香溶解於玫瑰水中泡製而成。同時加入不定量的皂角（一種皂皮酸糖乳化劑）和檸檬精。對於過敏和刺激性皮膚，建議使用清涼乳霜和卸妝霜。塗拭薄薄一層，然後再用爽膚水或溫水清洗，令肌膚潔淨無比。配方中含有甜杏仁油，白蠟，鯨蠟，玫瑰水，安息香（一種原產自南亞地區的植物，具有抗菌芳香功效）和玫瑰揮發油。
乳劑穩定性
油和醋酸構成我們稱之為「酸醋」的不穩定乳劑。加入芥末（芥末籽提煉所得，其中含有表面活性因子）則可製成穩定乳劑。有時很難甚至不可能在水中分散固體物質。粘土即屬於此種情況。但只要幾個百分比的磷酸鈉即可令此類物質分散，如果單只是用力攪拌只會是徒勞無益。相反，如果加酸就會中和陰離子，導致立即出現凝結現象。磷酸陰離子破壞微粒之間的聚合力，從而形成浮動分散聚集體，而酸則可以將其重組。這兩個例子闡明了乳劑的穩定標準：對界面的位阻效應和電力效應。
我們可通過不同方法對乳劑特性進行分析。最簡單的辦法就是在其中一種相位中使用可溶性染料。吸紙上沉澱物乾燥後呈心狀或冠狀，代表油包水（W/O）或水包油（O/W）形式。電特性也同樣極差異極大。油包水乳劑的導電性遠較水包油乳劑的為差，這是因為油構成的保護層不具有導電性。
乳劑可作為化妝品活性因子載體的選擇之一（Friberg 1970）。包含憎水鏈聚氧化乙烯兩親分子，山梨糖醇酯和脂肪醇的化合物具有極佳的穩定性，同時不會刺激皮膚。低值HLB（親水/親脂平衡值）（4－6）可令W10類型的乳劑保持穩定；水包油乳劑則需要10－18的平衡值。
稠度則由油的性質所確定（通常是C12-C16碳氫鏈含油物質衍生物），同時也取決於石蠟或石油鎦分的性質。再行加入商業乳劑的各種成份，例如防腐劑，抗氧化劑，香料，染料等。唯一條件是不會破壞產品的穩定性。依此操作就可製造出半固體狀乳霜或稠狀液體。其它凝膠，水溶性凝膠和油溶性凝膠同樣可歸入此類，因為它們也是通過加入水或油，乳化劑，增稠劑（聚丙烯酸，通常數量較高，水凝膠中含有15%的聚氧化乙烯表面活性因子，油溶性凝膠則含有20%的十二烷醇）形成的半固體和透明配方產品。
乳劑在化妝品中起到舉足輕重的作用（Friberg 1970,Guyot 1980）。其作用在於可提供少量表面活性因子（1%-5%）的乳霜，乳液和油性護膚液。至此我們也就明白對化妝品成份的穩定性進行分析的原因所在。還可通過與其它乳化劑組合，實現三相乳劑（W/O/W，水/油/水）（Friberg 1979）。
在上述三種組合方式中，我們可觀察到均加入大量水相位。活性物質最好佔整體重量的10%-12%。界面分子膜的某些構造形乙醇同時出現，導致一些天然香精由於成本昂貴而未能加入配方之中，這實在令人惋惜不已。
其他熱門文章
