有潜力的物质──蛋白质

， 欣 。 1 乏 的 物 质一 蛋 白 质 、 馕 蛋 白硅酮聚台物是 护肤护发功能蛋 白质 中的一个 新兴化台物。Croda~ 挂 木 指导约翰斯 ·罗杰 (Roger Jones)向我们介绍 7一种创新的小麦蛋 白硅酮。 近年来的研究表明：蛋自质所固有的特 性之一是能够作为改善头发，皮肤状况的护 肤、护发调节剂，经过化学处理后，其应用 可扩展到其它领域。一个明显的例子就是 ： 在季铵化的蛋自质中，添加了阳离子电荷可 以增加蛋白质的直接性，同时也改变了其物 理性质 (如蛋自质的水溶性，表面活性等)。 这些蛋白质的衍生物包括蛋自质变型族，它 们与蛋白质的简单混合物有本质的不同。 撮近，Croda公司研究了改变蛋白质性 能的可能性，他们的是将硅酮包含在蛋 白质的结构中，从而制出一组具有新性能的 聚台物。这些聚合物乃是蛋自质的衍生物而 并非蛋自质与硅酮的混台物 蛋自质对皮肤和头发状况的调节及改善 性能与其特性有关：蛋白质具有直接染色性 质，能穿过角质层进入皮肤，并形成一层薄 膜保持皮肤湿润；蛋自质能鲐 自然物质本身 提供保护，并对刺激性有改 善 的 作 用。所 以，将蛋 白质用于生产护发用品时，能提高 头发的自我调节性箭及本身的质地，使发质 湿润、光泽、纹理清晰，减少在做头发和修 整发稍时所带来的损伤。头发的润湿程度和 染色的穿透性得以提高。蛋 自质上述特性同 样能够提高皮肤的湿润程度、弹性、防止皮 肤皲裂以及由于洗涤剂给皮肤带来的刺激， 使皮肤手感柔滑、细腻。并非所有种类的蛋 白质在同种程度上具有上述特性。所以，我 们在这里所指的蛋白质在同神程度上具有上 需 i．i<2," c 7 述特性，在这里所指的蛋白质只包括几种蛋 白质及其水解产物和衍生物。 不同种类的硅酮具有不同的性能。兰种 不同种类的硅酮的主要性质如表 1所列。二 甲基硅酮不具有水潞性。其成膜性和牢固性 与其表面张力低和表面具有可扩散性有关， 因此它具有防水性表面 这里，牢固性则是 指基于各类物质不同的溶解度而具有的一种 抗水漂洗的作用，而非对皮肤和头发是求份 的吸收。 裹1 硅 膏 的 一 些 情 况 二 甲藉硅酮 氨基二 甲基硅嗣 性 能 = 甲基硅酮 共 物 嫩瘩 性 v， 探证 性 (液 体) ， (谴 休) 成腰性 表 萄 活性 √ 独 立 性 、／ 划敲 性 出 于 可落性所 目I越 克服这种不具水溶性缺．陷的办法是把环 氧 己烷和环氧丙烷 【入上述二甲基硅酮中， 制成的聚台物具有水溶性 和保湿性，但缺乏 成膜性，因为这种物质是液态的。由于硅酮 水溶性和缺乏牢固性，在洗涤用品中除了降 低表面活性剂的刺激性 (眼睛)外，限制了 硅酮聚台物的其它优越性。 为了克服牢固性差的缺陷，将氨基加入 硅酮链中以产生一种氨基二 甲基硅酮。这种 物质对头发的牢固性大大增强，但它仍然 ： 力 潜 有 ．‘开 1 ／ 、 j 维普资讯 http://www.cqvip.com 具，K溶 ，所以必须做成含水乳 赦 ≈ 能 应 用。f 该物质在含水乳液的形式下，它对头 发蚺电荷 【力榫l弼诬没有得 墩大程度的发 挥。通过硅醇的缩合J五成使氨基二甲基硅酮 在发趣 L 横向连接，可以使该物质有关牢固 住方面的潜 力得到更大，更持久的发挥。 硅酮对头发的保护侔用在于使头发易于 梳理，减少静电，质地柔软，提高头发的冉 我调节性能，赋有光泽，提高头 发 本 身 质 地，抗刺激。硅酮对皮肤的保护作用在于使 头发质地柔软、细腻、润滑 防水。就蛋白 磺来说，不同种类、性质的蛋白质太都具有 上述作用，但硅酮则会因种类不同而所具作 用不甚相同。伽如：简单的蛋白质水解产物 有助于减少头发的静 电，主要是由于该物质 具有中性离子和具有保持湿 润 的作 用。相 反，硅酮的抗静电作用则主要归于该物质能 够提高润滑性，减少静 电产生。可见同一种 抗静电作用，但两者产生的原因不同。 硅酮与蛋白质的聚台物妁优越性从改善 了的蛋白质的特性看，加入硅酮成份后，蛋 白质对皮肤或头发的手感更好，更加润滑， 增加调理作用和较强的牢固性。从改善了的 硅酮来看，加A蛋白质成份，使其有更强的 牢周性，提高耐水性和成膜性，蛋白质成份 的加入可提高砖_酮率身所具有的牢固忭，而 与其水溶性无损。 蛋白稚酮聚合物族的 一般结构如 1所 示。硅酮链与蛋白质氨基通过共价连接在一 起。此反应是在适当的有机硅烷或有机硅氧 烷的参 与下发生 如果硅酮链长度的潜在范 围十分宽广，则这种长链将导致生成物水海 悻受到限制。因此廊使硅酮链长度缩短。 麦芽蛋白硅酮聚合物 Croda公司以小麦蛋门为基 础 的Cro- daso．ew是该类聚合物中的一种，它 疑示了 46 1 7 H LR．j 蛋自钝 啡怪叫 蛋白越 蛩 链 j 中X 碳 链 — OH盘X一 。}{ 1 蛋门讣刚聚合物韵一般分子式 表 2 抖 观 小壹蛋 白硅酮分折结果 休禽 强 I1I观 1^ 性物％ 位 pH 颤 色 fGardner) 粘 度，mpas(25℃) 滞{=．}、特稠 、钱 琥珀色液 体 26-- 30 2．6— 3．3 太约75 蜢高 8 6— 1D 大 约1 该类物质的基本性质，表 2所示的是每个蛋 白质分子量约为2O0O的小麦蛋白硅酮聚合物 的结果。 其中硅元素所 占的百分比可通过如下方 法计算：用灰化技术将硅酮转化 为 硅 酸 盐 后，通过原予吸收来完成。硅原子的核磁共 撮 (NMR)显示出硅酵族和硅氧族的高峰， 但这并不意味着硅醇或硅氧烷 已与蛋白质相 接触，因为有机硅烷的链长到足以阻止蛋白 质在尖峰区域发生有效的转变 碳 原 子 的 NMR为其方法提 烘了很好的证据，其 粒子 将显示一个新的高峰暖域(1ea0～i50PPm)。 这区域在爱 白质试剂或硅烷试 剂 中 则 不 存 在。 溶解性一 凌种聚合物在一定的 pH值 区域将呈现出一种逆 溶 解 性 质。pH=5．5 时，该物质清澈的溶液变的较为 混 浊，pH )5．5时或表面活性剂中，溶液将保持清澈。 藏膜性——访类物质溶液干燥后形成一 层透明、坚硬、光滑、非粘性的薄膜。此薄 膜可与氨基=甲基硅酮乳剂干燥后所形成的 维普资讯 http://www.cqvip.com 不透明，柔软、有牯性的薄膜相对照。所蹦 当|靠类物质溶液剐涂于皮肤上时，还保留有 蛋白质所具有的粘性， 时 显 出一种 光 滑 感；但当它干燥成膜后则无粘性同时有一种 润滑效果 。 蒸发对分子量的影响—— 与氨基二甲基 硅酮相同，蛋白硅酮聚合物中硅醇的存在， 为其在浓缩／干燥方面提供了潜在的进 一 步 的横向连接／聚合作用。虽然该种物质 溶 液 经蒸发浓缩后如最初一样稳定，且象水样有 流动性，但蒸发过程导致了牯度的增加和分 子重量的增加，酸和碱对蒸发浓缩过程具有 催化作用，此浓缩过程在p]：-I=7时 达 到 最 小 。 }述蒸发浓缩过程如图 2所示。 泼粘度 固态曲线图有两条曲线，一条曲 线 说 明 在 pH=4．5时蛋 白质硅酮聚合物溶液巾固态物 质含量25~45 I'Hj的变化情况，另一条曲线 则显示了固态物质浓缩达到6O 后，稀释到 相对应浓度的情况。 如图 2所示，当浓缩 度 达 刘 45~60％ 时，在诙浓缩范围内，溶液的粘 度 急 剧 增 加，与此相反，小麦蛋白本身的粘度则不随 浓缩或稀释而发生变化。 0 删 d 萼鲫 囊 ，口 j， 0 0 1 s ． ℃f叶 体蛔音 丝浓缩 至6O 和稀释 至枢 讯 虞与 l秸 艇 孵影 响 同 2 小盔受白质硅酮聚台物牯度 对同体物件信量 虚用真空旋转蒸发器浓缩溶液办法提高 牯度过程，要求的温度是6O℃，所 以既包含 浓辅效虚，亦包含 温度效应 红实际中更彳丁憩义的是在正常室温下膜 式燕发过 。在30％总到体物含量，2 5℃时 试验，蛋白质硅酮溶液在20~C—F，经空气蒸 发唇再制成溶液，其牯度由94提高到1 4 6。 试验结果表明，在蒸发浓缩过程中产生 横向联接反应，所以在较高的温度下蒸发以 提高该物质的牯度。相反，如果该聚合物通 过喷雾干燥方法，稳定地由溶液状态转变为 浓缩状态，则其牯度不会上升。这是由于在 浚反应过程中分子运动受到严格的限制 所 以聚台物分子没有机会选择一个适当的空间 位援 以使横 向联接反应发生。 牢固性——对于正常性质的棕色头发， 蛋Fj质硅酮聚合物所具有的不溶于水溶液的 牢固性可用以下方法懊j量：使用指 使 if【【I 2。 和放射性刷位素示踪技术。处理程序是：将 发样品用溶液处理30分钟，然后用水冲洗 董次，每砍持续3O秒。通过此法 该 聚 台 物 的基'518小麦蛋白也将被估算 出来。 在 测 试 中，pH麻葆持在 ．o左右，为保 证 其溶 解 性，浓编范圈保持在0．5～5％之间。 牢固性一浓缩过程曲线的最显著特 点是 二者保持十分嘴显的线性 关系， 高 牢 固 性 时，并不意味善随之 以高浓缩性，而小麦蛋白 则正相j亘，在商裱缩时，它具有高的牢固性。 据预测，蛋白质硅酮聚合物的牢固性比 蛋白质的要稍低些。这或许是由于，聚台物 的这种横向联接，高重量的分子具有一种更 具吸引力的外形和大小；或者是这种物质一 旦为头发上的蛋白质群的离子引力所吸附， 硅醇族便能提供更多的氢键。 未来的潜力 有关蛋白质硅酮聚合物对提高皮肤、头 发润滑感，改善手感等方面的试验数据，还 (下转 第23页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 易发生水解而以K 形式存在于聚 醚 中， 这 样有利于吸附除去。据文献[2]介绍 ，加水 量在0． ～1．0％除K 效果最好，本文 试 验 用国产吸附剂发现加水量在1． ～2．5吸附效 果最佳。实际生产时应根据聚醚的平均分子 量，含水量和所采用的 吸 附剂而 确 定加水 量 。 3．由表 3可知 ，加水方式对吸附剂吸附 性能影响很太，其原因是，先加水可以使聚 醚上的K水解 下来 变成K (90~C下K根容易 水解成K )，再加吸附剂就很容易将K 吸 附掉，而提高了吸附能力。若水和吸附剂同 时加入，聚醚的K还来不及水解，而吸附剂 就被水所润湿，反而使吸附剂的表面被水复 盖而吸附性能降低。 4．由表 4看 出，随着吸附剂 用 量 的 增 加，后处理聚醚中K 的含量 降低， 白炭黑 的用量约在3．0 ，混合吸附剂约在3．5 ， 即可达到使聚醚中的K 浓度小于5piom，符 合特种聚醚使用的要求。由于 白炭黑价格较 贵，建议工业生产使用廉价的混合吸附剂。 3．本文介绍的聚醚后处理方法，由于不 采用酸中和，故不产生胶状的沉淀 ，热过滤 容易，动力消耗少。再者，采用吸附剂处理 聚醚脱色效果也较好，处理后的产品呈无色 透明，外观好，pH在7．2～7．5，亦 符 台使 用要求。 6．据文献 2：介绍，聚醚经含硅吸附 剂处理后，其含硅滤渣在50～200 C，0．5kg ／cm 以上的压力下 ，压缩成 型 ， 即 可 得 到很坚硬的周化物，可 以用 作 各种 建筑材 料、家具内部材料等。率方法不仅解决了常 规聚醚后处理方法产生的污染问题，也使反 物得到了综合利用。 本文介绍的聚醚后处理方法工艺简单， 操作方便，聚醚质量高，生产成本低，无污 染，是一项值得推广的新工艺。 参 考 文 献 i d奉 特许 (昭)63— 123499 2 目本 特许 (昭)53—96098 (上接第47页) 但局限于主观试验中，所以这方面的工作尚 需完成 但迄今为止表 明·该物质确具有改 善头发、皮肤状况之功效 Croda公司相信，它已经制成了这种水 溶性的蛋白质硅酮聚合物，它具 有 改 善 粘 度、手感、牢固度和浓缩性等特点，这种聚 合物代表了蛋白质衍生物中的一个新家族， 它为护肤护发甩品的创新提供了新的前景。 译自Soap，Perfum~r＆ cosnltl t— ics 3．992， N0．4， 33~ 34 部华 冯寿敏译 皇甫华校 维普资讯 http://www.cqvip.com