凝胶与凝胶化妆品

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1、凝胶与凝胶在化妆品中的应用颜婷婷(中国药科大学药学理科基地班2班，江苏南京210009)摘要：凝胶是一种介于液体与固体间的物质状态，交联结构的形成是形成凝胶结构的本质，本文将对凝胶的合成、分类、结构和性质进行叙述，并在此基础上对凝胶在化妆品中的应用进行探讨。把化妆品做成凝胶制剂具有很多优于其它制剂类型的化妆品的特点，于是凝胶化妆品已成为当代化妆行业的一种新型产品。随着凝胶化学的发展，凝胶化妆品也发展迅速，并在药物化妆品中得到应用。关键词：凝胶；化妆品；药妆一、凝胶的定义凝胶是什么？可能很多人都回答不出。然而，人们对于豆腐、果胶、肉、眼球、隐形眼镜、高吸水树脂等并不陌生。其实这些都是

2、凝胶。对于凝胶，迄今还没有一个完全令人满意的定义，在一般高分子化学化学教科书中，通常这样定义凝胶：“体型缩聚反应进行到一定程度，反应体系的粘度突然增加，并且出现有弹性的物质体系，这种现象叫胶凝，此时体系中包括两部分，一部分是凝胶，是巨型网络结构，不溶于几乎所有的溶剂；另一部分是溶胶，其分子量较小，被笼罩在凝胶的网络结构中。”[1]也可以这样定义凝胶:高分子溶液和某些溶胶，在适当条件下（如冷却、加入电解质、或改变温度及引起化学反应）下，能使整个体系转变成一种弹性的半固体状态，这种现象叫胶凝，所形成的产物叫做凝胶或冻胶。凝胶属于胶体体系的范畴。它是由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相

3、连接形成的空间网状结构，结构空隙中充满了液体。液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。[2]凝胶的存在极为普遍。例如人体的软骨、头发、皮肤、肌肉、神经轴索，工业上的橡胶、钻井用的泥浆，日常生活中的豆腐、肉冻、鱼冻等都是凝胶。（一）凝胶的合成凝胶的制备的本质是高分子化合物交联结构的形成。因交联形成方式的不同可将凝胶分为物理凝胶和化学凝胶。以下两大类方法为笔者自己总结出来的两大类方法。（1）化学交联法化学交联法可以根据形成交联的时间的不同分为聚合同时交联法与形成高分子链后再交联法。由化学交联法制备的凝胶是通过化学键相连，属化学凝胶。使溶液或者溶胶聚合的方式有

4、热聚合和引发剂聚合（也即自由基聚合）、光聚合和辐照聚合、等离子体引发聚合和电解聚合。例如光合成法制备丙烯酰胺水凝胶的过程就是利用光聚合形成凝胶的应用。制备过程简述如下：称取定量的CMMAM2AM共聚物,溶解在一定体积的水中,制得共聚物的水溶液。然后流延在洁净的载玻片上,放入烘箱中40℃避光干燥10h左右,彻底除去溶剂;置于紫外线高压汞灯下光照,使其发生交联,再将此交联聚合物浸泡在蒸馏水中得水凝胶。[3]（2）物理交联法物理交联法是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成交联结构的方法,这种方法形成的凝胶是物理凝胶，这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假

5、凝胶或热可逆凝胶。根据形成交联结构的作用力的不同可以分为：氢键交联法、静电作用交联法、配位键交联法、范德瓦尔斯力交联法、疏水键交联法。由物理交联法制备的是物理凝胶。例如质量分数为5%的动物胶溶液冷却到291K就胶凝成凝胶；血液中加入食盐就结成凝胶；琼脂、白明胶、果胶等加热溶于水中，冷却后即成凝胶，凝胶的特点是既有一定刚性，可维持一定形状，具有固体的特征，又包含着极大量的分散剂在内，如琼脂凝胶内仅有0.2%的琼脂，而99.8%的是水，分散质的粒子可以在凝胶内移动，具有液体的性质。凝胶一般在较高的浓度和较低的温度下容易形成。（二）凝胶的类型按分散相质点的性质（刚性和柔性）可将凝胶分为刚

6、性凝胶和弹性凝胶两类，两类凝胶的区别主要在于其干燥后的表现不同。弹性凝胶干燥后体积缩小很多，但仍然保持弹性，变形后可恢复形状。弹性凝胶一般是线型大分子，不仅柔软弯曲，还能结合大量的溶剂，因此干燥后体积缩小很多，甚至成为干凝胶；将失去了部分呢或全部分散质的弹性凝胶放如亲和性液体中，凝胶会因吸收液体介质而膨胀弹，并且这种吸收具有明显的选择性。凝胶在动物和植物体内广泛存在，动物的肌肉、软骨、毛发、和指甲等都是凝胶，植物细胞壁的纤维素也是由弹性凝胶构成。日常生活中弹性橡胶也极为常见，如橡胶、明胶、琼脂等。刚性凝胶干燥后体积缩小不多，失去弹性而变脆。大多数无机凝胶，如二氧化硅、二氧化钛、三氧

7、化二铁等属于此类。刚性凝胶可以研磨成粉末状的多孔性物质。这些多孔性物质因具有很大的表面积和表面能，常做吸附剂，如硅胶等。刚性凝胶吸收无选择性，基本上只要能润湿，就能被吸收。（三）凝胶的结构凝胶形成的本质是高分子化合物交联结构的形成，所以在此先对交联结构进行叙述。1、交联结构交联结构能以比较舒展的状态存在，也可以缩成线圈，甚至成球状。交联度影响到凝胶的结构和性质（如膜渗透和缓释性等），如图2、图3[4]所示，前者为交联度较小的凝胶结构，后者为交联度较大的凝胶结构。所以对