精细化工工艺学课程设计之洗发香波Word格式文档下载.docx
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第二章香波的分类·
6
2．1香波的分类·
2.2理想香波应具备的主要功能·
第三章香波的配方主要成分及作用·
3.1主要表面活性剂·
3.2辅表面活性剂·
3.3阳离子表面活性剂·
3.4珠光剂·
7
3.5保湿剂·
3.6PH调节剂·
3.7粘度调节剂·
3.8营养护理成分·
3.9螯合剂·
3.10香精防腐剂色素·
8
第四章洗发香波的配制·
4.1洗发香波配制原则·
4.2实验原料和主要仪器·
4.2.1丝质柔顺型香波配方·
4.2.2各成分作用·
4.2.3实验仪器·
9
4.3主要生产设备·
4.4生产工艺流程·
4.4.1主要生产工艺流程·
4.4.2方框流程图·
10
4.4.3工艺设备简易流程图·
4.5操作步骤·
4.6产品特性·
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第五章常见问题浅析·
5.1分层·
5.2粘度不稳定·
5.3泡沫不稳定·
5.4产品出现果冻现象·
5.5颜色变化·
12
第六章产品稳定性考察·
结论·
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参考文献·
14
致谢·
15
第一章绪论
“香波”亦称“洗发水”，从广义可以解释为清洁和保养毛发和皮肤。
从清洁和保养毛发来说，它一方面能清洁人的头皮和头发上的污垢，另一方面由于引入护发的功效，而使头发易梳理，起到调理、护理、保持头发美观的作用。
从清洁和保养皮肤来说，能清洁掉新陈代谢累积在人体上的分泌物，同时滋润皮肤，保持皮肤清爽度。
香波主要是由洗涤剂、辅助洗涤剂和添加剂组成。
洗涤剂主要是为香波提供去污和洗涤作用，使香波具有良好的清洗性能，辅助洗涤剂可以增强去污力、稳定泡沫、改善洗涤性能和起调理作用，添加剂如：
增稠剂、光亮剂、去屑止痒剂、滋润剂、防腐剂、香精和色素等，可满足香波的特殊需要并赋予香波多种不同的功效，使香波的作用不断细化，包括具有特殊作用的香波，染发香波、生发香波，添加不同物质的香波去屑止痒香波、防晒香波、植物香波以及针对不同发质（干性、中性和油性发质）的各种专用调理香波，儿童使用香波等等。
但无论是哪种香波都不可忽略的是产品的安全性和稳定性。
产品的安全性是指产品应无毒，对头皮、头发和眼睛无刺激无过敏等，有特殊作用的香波如染发和生发香波其安全性还应包括急性经口毒性、眼刺激性、多次皮肤刺激性几个方面。
在产品使用包装或说明上还要有警示用语。
产品的稳定性则是产品在保质期内不得出现变色、变味、变稀和分层现象。
中国香波市场是个人护理市场发展最早，最快的市场之一。
市场竞争激烈，生产厂商面临更多的压力，需要不断推出新的产品和促销方式以增加市场竞争能力。
因为是发展较快的市场，所以消费者相对具有较成熟的消费习惯，消费需求更趋细分化。
香波作为基本的洗发用品，早期产品功能是头发和头皮的清洁剂，随着香波配方，工艺的发展及消费要求的提高，香波已逐渐发展成一个化妆品性质的头发、头皮清洁剂，除了清洁的功效，提高发质性质已成为衡量香波的重要因素。
现在香波，和文章开头说的香波，实际上已经有了很大的不同。
尽管如此，香波的基础是清洁，这是每一个技术人员甚至市场人员都应该记得的。
目前中国日化洗发护发市场正由成长期日益走向成熟期，品牌集中度已经比较高。
全国有300多个品牌，其中有20多个占据市场的主导地位，合资企业市场份额达到80%左右。
同时消费者的忠诚度也在不断提高，65%的消费者已经形成指名购买，定牌使用的习惯，并且有规律在4-5种品牌中调换使用。
2003年全国重点大型企业洗发护发产品前10位品牌的市场综合占有率合计为74.35%，2004年、2005年分别比2003年上涨2.1和6.9个百分点。
2006年1-11月份前10位品牌市场综合占有率合计为78.03%，已经超过了2003年、2004年水平。
2006年全年的洗发护发依然是上涨趋势。
全国洗护发产品2005年的市场销售额为191.52亿元，其中农村市场为78.52亿元；
2006年中国洗护发产品市场销售额达220亿元左右。
持续的洗发护发市场大战硝烟，整个市场格局将不会发生太大的改变，宝洁公司仍占据着中国洗护发市场的霸主地位，麾下的四大品牌飘柔、潘婷、沙宣、海飞丝与联合利华旗下的力士、夏士莲构成国内洗护市场的第一军团；
花王公司的诗芬、蓝蓓丝、德国汉高的Fa、丝宝集团的舒蕾等占据第二军团；
大部分国产品牌如好迪、奥妮、拉芳、蒂花之秀、柏丽丝等则处在第三军团。
在中国的洗发护发市场上，可以说是国外的一些强势品牌占据着绝对的优势，而国内品牌则处于劣势地位，其生存空间受到了一定的挤压；
但与此同时国内品牌仍有一定的发展市场，如洗发水的中低档市场、一些二三级的区域市场以及某些洗发市场等等，国内企业应当加以利用。
目前中国洗发护发市场的竞争已经从产品层面上升为品牌、渠道等各个层面，但是中国洗发护发企业在市场、品牌及管理上存在一定的问题和不足，如品牌核心价值严重缺失、品牌塑造手段高度雷同、品牌创意方法的极度贫乏等问题，这些问题和缺陷值得引起洗护企业的重视、改善和解决。
第二章香波的分类与功能
2．1香波的分类
对全球香波市场而言，市售的香波种类繁多。
按剂型可主要分为：
膏状香波，乳液香波，凝胶状香波，气雾剂香波和粉末状香波等；
按透明度则可分为：
珠光香波、透明香波和乳霜香波。
现在中国市场绝大多数为珠光香波，现在透明香波和乳霜香波也相当受欢迎。
按功能可分为调理香波、中性香波、油性香波、干性香波，去头皮屑香波、染发香波等。
2.2理想香波应具备的主要功能
（1）有良好的发泡性能。
即使在头皮和污物存在下，也能产生致密和丰富的泡沫。
（2）有适度清洁洗涤能力，不会过度脱脂和造成头发干涩。
（3）湿梳阻力小，头干后梳理性好。
（4）各种调理剂沉积适度。
不会产生可见或明显的残留物。
（5）对眼睛、头发和头皮刺激和无毒．可安全使用。
（6）香气透发清新，留香好，令人愉快。
第三章香波的配方主要成分及作用
3.1主表面活性剂
还是提到香波的基础，是清洁头发，并且要求清洁不伤发，因此就要求有高的泡沫性、低的脱脂力、低的头发残留量、容易形成较高体系粘度的胶团结构、成本控制等要求，从这些要求看，阴离子表面活性剂具备了上述优点，所以成为首选。
常用的有十二烷基硫酸铵／钠、十二烷基聚氧乙烯硫酸铵／钠等。
3.2辅表面活性剂
阴离子表活清洁力十分好，脱脂力很强，过度使用会损伤头发，婴儿香波更不可多用，因此需配入辅助表面活性剂，它们在降低体系的刺激性、调整稠度、稳定体系、增泡稳泡方面有所帮助。
常用的有一些非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
在两性表面活性剂方面，如早期的各式甜菜碱，后来的椰油两性醋酸钠，也包括一些氨基酸类表活性剂。
非离子方面，有广为使用的椰油基单乙醇酰胺、椰油基二乙醇酰胺等，近年来由于CDEA的致癌性研究多有报道，使用者渐少，而新型的非离子表面活性剂，如烷基糖苷、椰油基／异硬脂基聚丙二醇酰胺等开始不断被新的香波体系采用。
3．3阳离子表面活性剂
因为头发通常带负电，所以体系中的阳离子便有可能吸附到头发上，起到抗静电、改善梳理性等调理效果，并对洗发水的粘度和稳定性有帮助。
常常有人问为什么阳离子能在阴离子体系中稳定存在呢?
这是因为至少有下面的5个原因：
（1）阳离子基团周围有其它基团的空间位阻，直接与阴离
子表面活性剂发生反应的可能性较小；
（2）结构中拥有亲水基团；
有了上述两个特点，阳离子表面活性剂便有机会与头发蛋
白分子之间产生较强的电荷和氢键结合，在洗发时不易被洗
去，从而起到调理毛发的功效。
（3）体系中相对少量的阳离子与相对大量的阴离子表活形成复盐，而很好地溶解于水中。
此类原料多不胜数，读者可自行检索。
（4）油类／硅油类物质
此类物质的首要作用是改善梳理性、顺滑感、光亮度等等。
注意，它们应不易被表活胶团增溶或乳化，而最好是以较粗的分散体形式悬浮于体系中，在体系只是相对稳定，遇到新的界面（如毛发表面），就会很快吸附。
用量最大的恐怕是硅油，但是也正是由于添加量大，而且硅油的密度又通常比香波体系的密度小，所以会对体系的稳定性有特别的破坏作用。
此外，研究护肤品的技术人员会发现油酯也是很大的一个类别，而各种各样不胜枚举的润肤油酯到底在香波体系会有怎样的功效，逐渐也有一些研究成果被公布出来。
比如聚丙二醇一1。
（5）硬脂醇醚在冲水时和干后对头发的光滑感相当有帮助，以及四异硬脂酸季戊四醇酯对干湿状态下的头发滑感有明显改善等。
3.4珠光剂
珠光剂在洗发水体系的作用不用多说，这里简述一下其形成过程：
（1）温度高时以被增溶或乳化液状态存在
（2）冷下，微胶束收缩。
不溶解的珠光剂从微胶束中释放至水／表面活性剂的界面，并进一步在此中结晶出来。
（3）薄薄的液晶层形成
（4）微观下观察，它们呈扁平状或球状，反射光线，这便是肉眼所见的珠光。
3.5保湿剂
甘油、丙二醇等多元醇，不过此类原料用与不用因人而异。
虽然甘油有时候带来燥感，但它却可以改善泡沫的湿润度，给消费者很好的手感。
3.6PH调节剂
一些弱的有机酸／无机酸类，如柠檬酸、磷酸等，有人嫌配制缓冲体系麻烦，可是却可令体系的PH环境更稳定，甚至可耐生产过程中的配料偏差带来的冲击，所以，建议在体系中建立缓冲体系。
3.7粘度调节剂
发水为浓表面活性剂胶团溶液体系，电解质的加入可使胶团往大的方向发展，所以氯化钠、氯化铵等常常被用到。
但是通过控制胶束来增稠的时候要注意，胶团结构可以从棒状变到六方晶相，但或加入过量无机盐，则会进一步进入大层状，粘度反而又会下降，所以加入量需要认真斟酌。
还有一种方法是添加高分子化合物，如HEC、自然胶类等，但会带来触变性不好的问题，因方而异。
3.8营养／护理成分
维生素、氨基酸、植物提取液、胶元蛋白、去头皮屑剂等等。
3.9敖合剂
为了抵抗硬水对泡沫和清洁力的影响，需要添加之，如最常用的EDTA钠盐，同时也有稳定色泽的作用。
但是也要注意到中国地域广大，南方和北方，上海和乌鲁木齐的水质软硬度是用区别的。
一个细心的技术人员，也会在这方面下点时间作一些基础的数据收集。
3.10香精、防腐剂、色素
香精：
留香时间长短、是否会变色
防腐剂：
对头皮是否有刺激，如凯松，是否会和香精冲突引起变色，如羟甲基甘氨酸钠会和含柠檬醛类的香精反应使体系变成红色。
洗发水常用的防腐剂是DMDM-H，用量0.3%。
色素：
化妆品中宜使用食品级色素，色素在光照情况下易退色或变色且难解决此问题，尽量避免使用透明瓶装。
第四章洗发香波的配制
4.l洗发香波配制原则
①泡沫丰富，去污力适中，脱脂作用柔和；
②外观悦目，具有珠光效果，颜色及香味宜人；
③稠度适中；
④pH值控制在6～7之间，对皮肤无刺激；
⑤有去屑止痒、防脱发及乌发等功能；
⑥调理性能好，能使头发柔软滑顺、易梳理、抗静电；
⑦保湿性能好，使头发有弹性、不易断。
4.2实验原料和主要仪器
4.2.1丝质柔顺型配方
组分质量分数
月桂醇硫酸铵（或AES）30~42
阳离子聚合物JR-4000.2~1.2
椰子油酸烷醇酰胺1~3
硅酮1~3
复方防腐剂GMB-9020.5~1.5
柠檬酸适量
氯化钠1~4
香精、色素适量
去离子水加至100
4.2.2各成分作用
注：
K12A是月桂基硫酸铵、AES是月桂醇聚醚硫酸酯钠、AESA是月桂醇聚醚硫酸铵。
三种都是常用的表面活性剂。
K12A是短链结构，具有更好的发泡性。
AES和AESA上了醚链，稳泡性和耐硬水性较K12和K12A好。
而含有铵盐结构的AESA和K12A则具有较好的调理性。
AES适用范围较广，能够用于餐具清洗剂、合成清洗剂，和洗类的化妆品如洁面乳、洗发水、沐浴露等。
K12A和AESA较常用于洗发水、沐浴露等产品。
阳离子纤维素聚合物JR-400：
英文名称CationiccellulosepolymerJR-400用途：
可用作增稠剂、调理剂和柔软剂等。
可用于制作化妆品中护肤和护发用品，以及制造高级香皂及珠光产品。
物化性质：
为白色或微黄色粉末，溶于水呈胶状。
可与阴、非离子表面活性剂配伍。
可溶于乙醇水溶液。
对皮肤和头发有较好的调理作用。
椰子油酸烷醇酰胺；
具有卓越的稳泡性、起泡性、渗透性，与其它表面活性剂配合时，由发生相乘效果，其清洗力、发泡力、泡沫稳定性更加提高。
并且有增稠性、污垢分散性、耐硬水性和皮肤保护性。
硅酮：
化学性质稳定，疏水性强，不溶于水，溶于汽油、甲苯等非极性溶媒。
对皮肤无毒性、无刺激性，润滑且易于涂布，不妨碍皮肤的正常功能，不污染衣物，为较理想的疏水性基质。
本品常与其它油脂性基质合用制成防护性软膏，用于防止水性物质如酸、碱液等对皮肤的刺激或腐蚀，也可制成乳剂型基质应用。
硅酮对药物的释放与穿透皮肤的性能较豚酯、羊毛脂及凡士林为快，但成本较高。
本品对眼睛有刺激性。
复方防腐剂GMB-902：
防腐作用。
柠檬酸：
起到调节PH的作用。
氯化钠：
加入NaCl调节洗发剂粘性，增稠作用。
香精；
使香波具有不同的芳香，符合消费者的不同喜好。
使香波具有不同的颜色，符合消费者的不同喜好。
去离子水：
起到溶剂的作用，溶解各成分，形成一个体系。
4.2.3实验仪器有
T25Basic超高剪切乳化机；
pHB一4便携式酸度计；
NDJ_4旋转黏度计；
罗氏泡沫仪；
TGL一16式离心机。
4.3主要生产设备
反应锅、搅拌器、双搅拌香波锅、过滤器等详见下表
表4-3香波主要生产设备一览表
名称
规格型号
主要产地
参考价格（万元、台）
液体反应锅
MZS---350L/500L
江苏
1.1~1.3
搅拌器
VH系列
浙江
2.0~2.8
双搅拌香波锅
300L/500L
1.8~2.4
4.4生产工艺流程
4.4.1主要流程
表面活性剂加香料、药剂、
防腐剂、色料
水→加热（50~60℃）→搅拌→冷却（40~45℃）→混合→脱气→灌装→成品
4.4.2方框流程图
4.4.3工艺设备简易流程图
4.5操作步骤
1.在反应釜中，加入去离子水、月桂醇硫酸铵（或AES）、阳离子聚合物-JR-400、椰子油酸烷醇酰胺，加热至70~75℃并搅匀。
2.加入硅酮，及复合防腐剂GMB-902，搅拌20~30min，保持温度在70~75℃。
3.降温至40℃左右，加入色素及香精，搅匀后，加入柠檬酸（50%的水溶液），调节PH至5.0~6.4。
4.然后加入氯化钠调节适当粘度。
4.6产品特性
本品含功能性调理剂，兼具清洁和调理作用的香波配方，它可以有效改善头发的梳理性并且提高头发的光泽度，具有滋养头发，吸附在头发上形成吸附膜，起良好的润滑头发作用，易于梳理,起到丝质柔顺的作用。
第五章常见问题浅析
香波体系是一个很复杂的混合物，各种互相矛盾的原料因素集中在一起，所以出现配方不稳定的现象是很普遍的。
下面的问题及浅析则是仅供参考，一切以配方本身因素为主。
5．1分层
（1）体系中油相太高，或是不易悬浮，实际上类似于形成了一个不稳定的乳化体系，造成油性物质絮凝或聚结上浮，如硅油；
（2）表面活性剂胶团大到生成新相而析出，这有可能就是因为电解质含量偏高，从而破坏胶团结构，生成新相。
电解质含量过高还可能破坏分散体系，使油性物质分离出来；
（3）洗发水粘度偏低，造成悬浮力度不够；
（4）温度变化，改变表面活性剂的亲水性，使一些物质产生固一液变化，从而分层；
（5）不足的加热及搅拌，导致珠光不正常析出，造成分离及含大颗粒的不均匀产品，显示为珠光变粗；
（6）原料不稳定，特别是乳化硅油，质量不好时，破乳而出造成分离；
5．2粘度不稳定
（1）原料批次不稳定，表面活性剂有效物含量太低，形成的胶团偏小，进不到粘度较高所需要的区域；
或是表面活性剂中的含盐量不稳定，或者有些原料不纯净，含有一些极性物质，也会促进胶束溶解。
（2）电解质含量过低或过高，注意生产过程中配料的准确性；
（3）温度升高，粘度下降；
5．3泡沫不稳定
（1）发泡剂，主要是主／辅表面活性剂有效含量减少；
（2）油酯和硅油没有分散或乳化完全，带来消泡作用；
有时候珠光形成控制的不好，不好的珠光相当于是一种被乳化的油酯，同样会有消泡作用；
5．4产品出现果冻现象
（1）产品低温出现果冻现象一般有以下几个原因：
（2）表面活性剂的总量太少，多见于低成本配方
（3）产品中的盐用量太高
（4）使用了638等本身就会出现果冻的增稠剂
（5）对于出现果冻的产品，可以从以下两个方面来解决：
减少盐的用量，尽量使用6501、CMEA等增稠
使用专门的改善果冻的成分
5．5颜色变化
对光／热／氧敏感的原料，会变色，它们的变化即会引起香波的变色。
比如含氯的防腐剂，受热或久置会被氧化，表现出黄色等。
因此需要在体系中加入螯合剂。
总体而言，香波的体系较特殊，是一个集表面活性剂胶团溶液、油性物质的增溶或分散悬浮、高分子化合物的溶胶等为一体的复杂体系，诸多矛盾的因素集于一身，许多平衡需要被顾及，因此作一香波不难，作一个好的香波则不太容易。
香波配方是一个相当复杂的话题，更多的精粹，存在于技术人员的科学研究和经验积累中。
第六章产品稳定性考察
主要有：
（1）洗发水为多种密度各不相同的成分的物理混合物，长期静置，各种成分在体系中相互沉降而导致体系出现分层等问题。
（2）考察方法有两种：
耐热和耐寒。
耐热：
48℃连续耐热一个月不应该出现分层、变稀、泛粗等情况。
耐寒：
-15℃连续耐寒一周恢复室温后不应该出现分层、变稀、泛粗等情况。
结论
自己写。
参考文献
（1）《化妆品化学与工艺技术大全（上下册）》，裘炳毅编中国轻工业出版社
（2）《精细化工工艺学》李和平编科学出版社
（3）《发展中国特色的天然化妆品》宋廷生编
（4）《天然养发护发添加剂》王培义编中文科技书刊数据库
（5）《日用化学品实用生产技术与配方》谢明勇王远兴编江苏科学技术出版社
（6）《新编240种实用化工产品配方与制造》陈三斌刘淑珍晓军编金盾出版社
（7）《精细化学品配方》李东光翟怀凤编江苏科学技术出版社
（8）《精细化工工艺学》马榴强编化学工业出版社
致谢
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