说起液晶技术,我们可能会想到显示屏,而在化妆品中液晶技术又是怎样发挥它的优势的呢?让我们来一起了解吧~
Q1:什么是液晶?
液晶最先由奥地利植物学家Reimitzer发现,后被德国物理学家Lehmann命名为液晶。液晶即液态晶体,是指某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后,尽管失去固态物质的刚性,却获得了液体的易流动性,保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列,形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态。
Q2:液晶有哪些种类?
液晶种类很多,液晶根据产生条件不同可分为两大类:热致液晶和溶致液晶。热致液晶是指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶,通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。溶致液晶是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶,一般是双亲化合物与极性溶剂组成的二元或多元体系,其中水和表面活性剂组成的液晶是溶致液晶中最为常见的一类。
热致晶体一般在油膏类产品中研究较多,包括向列相液晶、近晶相液晶、胆甾相液晶。乳液液晶一般指的是溶致液晶。溶致液晶常见的有层状液晶、六方晶状液晶和立方形液晶。
图1. 从左至右依次为层状液晶、六方晶状液晶和立方形液晶的示意图
乳状液体系的液晶结构一般为层状相液晶,层状液晶中每一层都由两层表面活性剂组成,水分子存在于两层表面活性剂之间,定向平行排列,因此层与层之间很容易相互滑动。根据表面活性剂的性质,水层的厚度可以在一个较宽的范围内变化,随着水的不断加入,双层表面活性剂之间的距离增加,分子依次堆积形成立方状液晶,六角状液晶以及胶束。
Q3:液晶在化妆品中的作用?
01 提高稳定性
乳状液是热力学不稳定体系,为了降低体系界面能,液滴之间会进行自发的聚集和絮凝,是导致乳状液不稳定的因素。液晶结构的形成,集中在油水界面,能够有效阻止液滴之间的聚结,从而使乳状液达到一种稳定的状态。此外液晶乳化剂在水相中还可以形成网状结构,使得水相的粘度增大,有效阻止了粒子之间的碰撞,从而提升乳液的稳定性。
02 保湿
皮肤的角质层也是一种层状液晶结构,中间储存的结合水具有保湿作用。当角化过程出现异常时,层状结构变为无序状态,结合水流失继而导致皮肤干燥。液晶类护肤品的水相有网状结构,油水界面上又有层状液晶结构,二者均可以储存水分子,因为它与天然角质层脂质形成相同的自组织结构,因此对皮肤具有高度的亲和力。将含有液晶结构的产品涂抹在皮肤上时,这些水分子不会立即挥发,而是随着液晶的破坏而缓慢挥发,可以避免皮肤干燥,保护皮肤屏障不被破坏,进而可以使皮肤保持长久水润。
03 缓释、促渗
层状液晶由多层结构组成,每一层都有两层表面活性剂分子,水溶性分子包裹在两层表面活性剂分子之间,脂溶性分子包裹在层与层之间,每一层都是有序紧密的排列,这样的结构能够控制活性成分的缓慢释放,这是由于液滴周围液晶材料的多层结构,有效地减少了溶解活性物质在液滴内部的界面迁移。
人体皮肤结构为油/角质层/水,与层状液晶独特的O/LC/W的结构高度相似,相比于普通化妆品,液晶型化妆品更亲和人体皮肤,更易使活性成分实现有效渗透。乳状液的液晶相与细胞间的皮肤脂类相互作用,可使角质层形成更易渗透流体的脂质堆积,增强皮肤的渗透力。
04 提供优异的肤感
粉底液、防晒霜等多为 W/O型制剂,肤感一般较为油腻,而液晶乳液能给人一种优异的肤感体验,这是因为液晶层状结构和皮肤中细胞膜的磷脂双分子层结构相似,而且含有液晶结构的W/O 型制剂中乳化剂分子呈双层平行排列,层与层之间很容易互相滑动,制剂的流动性得到有效的改善,肤感也明显提升。因此,含液晶结构的防晒霜/防晒乳液兼具高紫外线防护性能与良好肤感。
05 护发
当液晶结构沉积在头发上以后,其独有的不亲水不亲油的性质,最大限度地模仿出了头发原本的保护层。同时在洗发水配方中添加液晶胶体结构可以显著增加有机硅调理活性物质在氧化损伤的染发上的沉积。
Q4:液晶的乳化剂有哪些?
液晶乳化剂作为制备液晶乳液的重要原料,决定了乳液中液晶结构的形状、数量以及稳定性。现使用较多的液晶乳化剂主要有六大类。分别是葡萄糖苷类、磷酸酯类、卵磷脂类、蔗糖酯类、硬脂酰类与橄榄酯类等。其中天然来源的液晶乳化剂有葡萄糖苷类、蔗糖酯类和橄榄酯类。
液晶乳化剂分类
1. 葡萄糖苷类液晶乳化剂是一种植物来源的非离子乳化剂,由亲水的糖苷和亲油的脂肪链链组成。
2. 磷酸酯类乳化剂是一种多功能的阴离子型乳化剂,可制备粒径小、分布均匀的液晶乳状液,能够在低添加量下形成液滴细小且均匀的乳液,产品肤感好。
3. 卵磷脂类液晶乳化剂制备得到的乳状液液晶结构类似于人体细胞间磷脂的结构,具有优异的屏障功能,但价格非常昂贵,主要应用于高成本的化妆品中。
4. 蔗糖酯类液晶乳化剂是一种天然乳化剂,温和安全,具有食品工业的背景,能形成层状液晶结构,对皮肤有保湿作用。
5. 硬脂酰类液晶乳化剂具有自乳化的功能,能模仿人体皮肤天然脂类屏障保护层。这类乳化剂同样具有温和、生物相容性高,保湿性好、良好的肤感等特征。在O/W乳化体系中,可在高温下转相形成凝胶网络结构。
6. 橄榄酯类液晶乳化剂是天然植物性橄榄油衍生而来的一类乳化剂,具有自乳化功能,可形成液晶网状结构,可包含大量油脂,并防止油脂氧化,保湿能力极佳,可增强肌肤的弹性及润滑度。但是其价格相对昂贵,用其制备的乳液成本相对较高。
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