新型保湿免洗洗手液的配制研究
2020-05-19宋春虎穆忠森赵宇航
宋春虎,穆忠森,赵宇航,王 荆,陈 红
(营口理工学院 化学与环境工程系,辽宁 营口 115014)
洗手液作为市场发展的产物,是一种全新的手部清洁产品,代替传统的洗手皂是一种必然的趋势[1-7],洗手液在使用过程中需要用水起泡,最后用水冲净,但在无水的条件下,其使用受到了一定的限制,而免洗洗手液的出现解决了缺水的问题。在一些快餐店或者旅游缺水的环境,更能体现免洗洗手液的方便快捷。之所以叫免洗洗手液,就是因为它不需要使用水,免去了起泡以及冲净的步骤。免水洗洗手液不仅解决了在无水条件下的清洁手部的问题,而且在方便性、安全性、实用性等方面也体现出一定的优势,添加了芦荟成分更是让其拥有了一定的护肤效果,在此条件之下,对含有芦荟的免洗洗手液的研究具有一定的应用前景。
实验主要将无水乙醇、表面活性剂、明胶、芦荟提取物等按一定比例配制了新型保湿免洗洗手液,通过考察无水乙醇、芦荟提取物等的用量及配制时间、温度等条件,得到了较佳的保湿免洗洗手液产品。
1 实验主要材料及仪器
1.1 实验主要材料
实验药品如下:无水乙醇、1,2-丙二醇、椰油酸二乙醇酰胺、十二烷基二甲基甜菜碱、柠檬酸、海藻酸钠、山梨醇等均为化学纯(天津市大茂化学试剂厂);明胶(食品级,安徽盈合生物科技有限公司);维生素E(浙江医药股份有限公司新昌制药厂);芦荟提取物(实验室自制)。
1.2 实验主要仪器
实验主要仪器如下:ZL10-250C双频超声波仪(上海左乐仪器有限公司)、JJ-1电动搅拌器(常州国华电器有限公司)、HH-2数显恒温水浴锅(江苏金坛市环宇科学仪器厂)、水分测试仪(上海方瑞仪器有限公司)、高速多功能粉碎机(深圳百利福工贸有限公司、FM300乳化机(上海弗鲁克)等。
2 实验步骤
2.1 超声波法提取芦荟中有效成分
经实验考察,采用超声波法提取芦荟,当乙醇浓度为80%,料液比(芦荟∶乙醇 )1∶55(g∶mL),超声温度为35℃,超声时间为40 min时,芦荟提取物提取率最高。
2.2 免洗洗手液配制步骤
(1) 在烧杯中加入适量蒸馏水,将水温升到60℃。慢慢加入适量山梨醇,并不断搅拌,到全部溶解为止,在溶解过程中控制温度保持在50℃左右。
(2) 在连续搅拌下,依次加入一定质量的无水乙醇、芦荟提取物、椰油酸二乙醇酰胺、山梨醇、十二烷基二甲基甜菜碱、1,2-丙二醇及维生素E,一直搅拌到完全溶解为止。
(3) 停止加热,待温度降到40℃以下,测其pH值,并用柠檬酸调节pH值在5.5~6.5左右。
(4) 降至室温,加入增稠剂调节其黏度。
2.3 免洗洗手液性能检测
2.3.1 免洗洗手液理化性质
取适量样品,置于干燥洁净的透明塑料试剂瓶内,在非直射光条件下进行观察,按指标要求对理化性质进行评判。
2.3.2 免洗洗手液稳定性的测试
将配制得到的产品分别进行高低温稳定性的测定。将产品平均分成二份, 一份放入冰箱-5℃冷藏24 h,一份恒温40℃加热24 h,待上述两份产品恢复到室温后,观察外观有无沉淀,有无分层,是否澄清。
2.3.3 免洗洗手液的手感性能检测
分别从挥发速度,粘腻感,干涩感评价样品,进行评分1~5分(好-差),分数越低代表性能越好。
2.3.4 免洗洗手液的保湿性能检测
使用水分测试仪对九组试验的样品进行手背及手心的水分测试。测试使用前水分,使用后2 h的水分和4 h后的水分,实验分别选取男生、女生各九人。正常来说,人体手背水分正常值为35%~55%,手心正常值为40%~65%。
3 结果及分析
3.1 无水乙醇含量对免洗效果的影响
考察了不同无水乙醇用量对新型免洗洗手液使用性能的影响,实验结果见表1。
表1 无水乙醇用量的免洗效果
注:以配制100 mL产品为基准,明胶5 g,椰油酸二乙醇酰胺用量3 mL,十二烷基二甲基甜菜碱3 g,山梨醇1 mL,1,2-丙二醇1 mL,余量为水、柠檬酸和维生素E。
从实验结果可得出,无水乙醇用量在55%~60%左右免洗效果较明显。使用免洗洗手液在使用后既可以快速蒸发,同时不会让手部有明显的拔干感。
3.2 增稠剂对免洗洗手液产品的影响
由文献可知OP-10、可溶性淀粉、海藻酸钠、明胶均有较好的增稠效果,实验分别考察了这几种增稠剂对免洗洗手液产品的影响。
从实验结果中看出,在本产品的配制中,可溶性淀粉和海藻酸钠溶解不完全,有沉淀。而明胶(食品级)的增稠效果较好,因此本实验选择明胶作为配制新型免洗洗手液的增稠剂。
3.3 正交实验
3.3.1 正交实验结果
表2 正交实验因素表
注:以配制100 mL产品为基准,明胶5 g,椰油酸二乙醇酰胺用量3 mL,十二烷基二甲基甜菜碱3 g,山梨醇1 mL,1,2-丙二醇1 mL,余量为水、柠檬酸和维生素E。
表3 正交实验方案结果表
注:以配制100 mL产品为基准,明胶5 g,椰油酸二乙醇酰胺用量3 mL,十二烷基二甲基甜菜碱3 g,山梨醇1 mL,1,2-丙二醇1 mL,余量为水、柠檬酸和维生素E。
在单因素实验的基础上,分别考察了复配温度、复配时间、乙醇用量、芦荟提取物用量对实验结果的影响,因素见表2,实验结果见表3。
由表3看出,正交实验的部分产品有少量的沉淀,可能的原因是由于复配时间较短和复配温度较低的原因。
3.3.2 正交实验产品分析
3.3.2.1 高低温稳定性分析
对表3中的正交实验产品进行了稳定性能的分析,结果显示: 复配温度与复配时间对新型免洗洗手液产品稳定性有明显的影响。复配时间不宜过长或过短,复配温度也不宜太高或太低,预得到稳定性能较好的产品,复配时温度不能超过60℃,主要原因是在本配方中,无水乙醇占比较大,而无水乙醇的沸点为78.5℃,若温度太高,乙醇挥发会损失,因此配制温度在60℃时配制的产品稳定性最佳;同时复配时间不能太短,时间太短则搅拌不均匀,配制时间过长,乙醇容易损失,复配时间为75 min时产品的稳定性较好。
3.3.2.2 免洗洗手液的手感性能
按照2.2(3)的方法对正交实验的9组产品进行了手感性能的评价,评价结果见表4。
表4 免洗洗手液手感性能评价结果
由表4可得,综合评价结果显示正交实验的6,9组手感性能较好。因此无水乙醇含量在50%~60%、芦荟提取物含量在10%~15%时,手感最好。
3.3.2.3 免洗洗手液的保湿性能检测
按照2.2(4)的方法对正交实验的9组产品进行了保湿性能的评价,评价结果显示正交实验的9号产品保湿效果最好。
3.3.3 新型免洗洗手液与普通免洗洗手液的对比
为了凸显新型保湿免洗洗手液的产品性能,将正交实验的9号产品其与市售产品进行了对比实验,结果如表5和表6所示。
表5 配制产品与市面产品对比(手背)
表6 配制产品与市面产品对比(手心)
由表5、6中实验结果可知,本实验配制的新型保湿免洗洗
手液保湿效果优于市售产品。
4 结论
本实验探究并配制出一种新型保湿免洗洗手液。通过考察无水乙醇、表面活性剂、明胶、芦荟提取物的用量及复配温度、复配时间等的影响,得到较佳的新型保湿免洗洗手液配方和复配条件。以配制100 mL产品为例,无水乙醇用量60 mL,芦荟提取物用量10 mL,明胶5 g,椰油酸二乙醇酰胺用量3 mL,十二烷基二甲基甜菜碱3 g,山梨醇1 mL,1,2-丙二醇1 mL,余量为蒸馏水、少量维生素E及柠檬酸,并在60℃的下复配75 min得到性能较优的免洗洗手液产品,该免洗洗手液其优点突出,保湿性能良好。