常用牙膏增稠剂水溶液的性能研究

伍 鹏

(云南白药集团健康产品有限公司，云南 昆明 650500)

牙膏常用的增稠剂种类主要是有三类：有机合成胶，如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素等；天然植物胶，如黄原胶、卡拉胶等；无机胶，如二氧化硅、硅酸镁铝等[1]。这些增稠剂的共同特点是干燥状态时成紧密聚集的分子链，溶胀后形成聚合物链的胶状网络[2,3]。每种增稠剂都有自己的特点，牙膏产品里通常采用复配的方式来实现更优秀的性能。本研究通过对几种常用增稠剂单一成分及其复配组合在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度性能变化进行研究，具有重要意义。

1 实验部分

1.1 实验装置

PB 203-N电子天平：东京理化有限公司；ME4002 E电子天平：梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；DV3T-RV型流变仪：美国BROOKFIELD；恒温水浴锅：国华电器有限公司。

1.2 实验材料

羧甲基纤维素钠(CMC)：丹尼斯克(中国)有限公司，IH 9、IH 12、9H-1000型；羟乙基纤维素(HEC)：亚什兰(中国)投资有限公司；透明黄原胶：山东中轩股份有限公司；卡拉胶：斯比凯可公司。

2 实验结果

2.1 增稠剂2%水溶液粘度

25℃ ± 1.0℃条件下，将4g增稠剂在搅拌状态下加入到196g水中，制成2%水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流变仪测定粘度，结果见表1。

表1 增稠剂2%水溶液粘度

2.2 增稠剂2%盐水溶液粘度

在25℃ ± 1.0℃条件下，将4g增稠剂在搅拌状态下加入到196g 4% Nacl盐水溶液中，制成2%盐水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流变仪测定粘度，结果见表2。

表2 增稠剂2%盐水溶液粘度

2.3 复配增稠剂2%水溶液粘度

在25℃±1.0℃条件下，将复配好的4g增稠剂(增稠剂的配比为1∶1，下同)在搅拌状态下加入到196g水中，制成2%水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流变仪测定粘度，结果见表3。

表3 复配增稠剂2%水溶液粘度

2.4 复配增稠剂2%盐水溶液粘度

在25℃±1.0℃条件下，将复配好的4g增稠剂在搅拌状态下加入到196g 4% Nacl盐水溶液中，制成2%盐水溶液，放置24h后采用brookfield DV3T-RV流变仪测定粘度，结果见表4。

表4 复配增稠剂2%盐水溶液粘度

3 结果分析

3.1 单一增稠剂水溶液的粘度表现及耐盐性

通过对比各种增稠剂在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值，来判断其耐钠盐能力，结果见图1。

图1 增稠剂在2%水溶液中的粘度与2%盐水溶液中的粘度

由图1可以看出，几种增稠剂的水溶液粘度各不相同，其中透明黄原胶、HEC和9H-1000的水溶液粘度相当且最高，IH9和IH12的水溶液粘度相当，卡拉胶的粘度最低。在耐钠离子方面，卡拉胶最差，2%盐水溶液粘度下降了59%，并且出现较为严重的分层现象。其他几种增稠剂耐钠离子能力较强，其中IH 12的2%水溶液和2%盐水溶液粘度基本相等； IH 9的2%盐水溶液比2%水溶液粘度上升35.7%；9H-1000的2%盐水溶液比2%水溶液粘度上升42.7%；HEC的2%盐水溶液比2%水溶液粘度上升10.4%；透明黄原胶的2%盐水溶液比2%水溶液粘度上升67.0%。这5种增稠剂在2%盐水盐水溶液中，粘度不但没有下降，还对粘度的呈现具有积极作用。

3.2 复配增稠剂水溶液粘度变化

通过对比各种复配增稠剂在2%水溶液中的粘度值与理论粘度值(两个单一增稠剂在2%水溶液中的粘度平均值)，以研究各种增稠剂复配后在水溶液的相互作用，结果见图2。

图2 复配增稠剂在2%水溶液中的实际粘度值与理论粘度值

由图2可以看出，各种复配增稠剂在2%水溶液中的实际粘度值与理论粘度值的表现各不相同，IH9+IH12、IH9+9H-1000、IH12+9H-1000三组的差异最小，余下的组合差异较大，其中既有正偏差，也有负偏差。通过分析发现，比较特殊的3种增稠剂为卡拉胶、透明黄原胶和HEC。除去这3种增稠剂的相互复配，复配有卡拉胶或透明黄原胶的组合其实际粘度值均低于理论粘度值；复配有HEC的组合其实际粘度值均高于理论粘度值。在2%水溶液中，与理论粘度值相对比，HEC与其他增稠剂复配有协同作用，而卡拉胶或透明黄原胶与其他增稠剂复配粘度有一定下降。

3.3 复配增稠剂盐水溶液粘度变化

通过对比各种复配增稠剂在2%盐水溶液中的粘度值与理论粘度值(两个单一增稠剂在2%盐水溶液中的粘度平均值)，以研究各种增稠剂复配后在盐水溶液中的相互作用，结果见图3。

图3 复配增稠剂在2%盐水溶液中的实际粘度值与理论粘度值

由图3可以看出，IH9+IH12、IH9+9H-1000、IH12+9H-1000三个组合在2%盐水溶液中的实际粘度值与理论粘度值的差异最小，与其在水溶液中的粘度表现一致。仍然比较特殊的3种增稠剂：卡拉胶、透明黄原胶和HEC。除去这3种增稠剂的相互复配，复配有卡拉胶或HEC的组合其实际粘度值均低于理论粘度值；复配有透明黄原胶的组合其实际粘度值均高于理论粘度值。在2%盐水溶液中，与理论粘度值相对比，透明黄原胶与其他增稠剂复配在耐钠离子上有协同作用，而卡拉胶或HEC与其他增稠剂复配粘度有一定下降，透明黄原胶和HEC这一点的表现与其在水溶液中刚好相反。

3.4 复配增稠剂的粘度表现及耐盐性

通过对比各种复配增稠剂在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值，来判断其耐钠盐能力，结果见图4。

由图4可以看出，依然是卡拉胶、透明黄原胶和HEC表现的比较特殊。除去这3种增稠剂的相互复配，复配有卡拉胶的组合其在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值相差不大，2%盐水溶液中的粘度值略高于其在2%水溶液中的粘度值；复配有透明黄原胶的组合其在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值相差较大，2%盐水溶液中的粘度值远高于其在2%水溶液中的粘度值；复配有HEC的组合其在2%盐水溶液中的粘度值小于其在2%水溶液中的粘度值。

图4 复配增稠剂在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度

4 结论

①卡拉胶耐钠盐能力较差，在牙膏中不能单独使用，需复配其他增稠剂；而透明黄原胶耐钠盐能力最好。

②羧甲基纤维素钠(IH9、IH12、9H-1000)3种型号相互复配组合，其在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值保持稳定。

③在2%水溶液中，与理论粘度值相对比，HEC与其他增稠剂复配有协同作用，而卡拉胶或透明黄原胶与其他增稠剂复配粘度有一定下降。

④在2%盐水溶液中，与理论粘度值相对比，透明黄原胶与其他增稠剂复配在耐钠离子上有协同作用，而卡拉胶或HEC与其他增稠剂复配粘度有一定下降。

⑤复配有卡拉胶的组合其在2%水溶液和2%盐水溶液中的粘度值相差不大；复配有透明黄原胶的组合其在2%盐水溶液中的粘度值远高于其在2%水溶液中的粘度值；复配有HEC的组合其在2%盐水溶液中的粘度值小于其在2%水溶液中的粘度值。