牙膏發泡劑

發泡劑（又稱表面活性劑）是牙膏中能夠降低液體表面張力、具有良好的潤濕、發泡、乳化、去垢作用的原料成分。

基本介紹

• 中文名：發泡劑
• 別稱：表面活性劑
• 主要作用：降低液體表面張力、具有良好的潤濕、發泡、乳化、去垢
• 用途：牙膏的主要成分之一

主要作用

發泡劑是牙膏的必備成分之一。其乳化作用有助於香精等油溶性物質與膏體中的其他組分均勻結合成穩定的體系。刷牙時產生的豐富泡沫，可懸浮起牙垢等，漱口時被水沖洗除去，從而達到清除牙垢、清潔口腔的目的。

應具備的條件

牙膏用發泡劑，必須以對牙齦和口腔黏膜無刺激性，安全無毒，無不良氣味，不干擾牙膏香味為準。

常用的牙膏發泡劑

常用的牙膏發泡劑有月桂醇硫酸酯鈉（十二烷基硫酸鈉）、月桂醯肌氨酸鈉（十二醯基肌氨酸鈉等。

十二烷基硫酸鈉

4.1.1 理化性質

INCI中文名稱：月桂醇硫酸酯鈉，英文名稱：Sodium lauryl sulfate，CAS號：151-21-3，又稱十二烷基硫酸鈉、十二醇硫酸鈉、椰油醇硫酸鈉，簡稱K₁₂，是一種陰離子表面活性劑。分子式為CH₃(CH₂)₁₁OSO₃Na，分子量：288.38，HLB：40。外觀為白色或米色晶體、薄片、粉狀或針狀，略具油脂物氣味，有滑感，中性；堆密度：粉狀0.25～0.4，晶體、薄片、針狀0.4～0.6；熔點180～185℃(分解)，易溶於水，無毒，可降低水溶液的表面張力，使油脂乳化。生物降解度>90%。

4.1.2 安全性

急性毒性LD₅₀為1288 mg/kg（大鼠經口），屬低毒級物質。根據國家標準《食品添加劑使用衛生標準（GB2760）》規定：可作為加工助劑、發泡劑、乳化劑、陰離子型表面活性劑用於食品工業，其十二烷基硫酸鈉含量不得低於90% 。

根據美國CTFA出版的CIR評價，十二烷基硫酸鈉濃度超過1%，對皮膚有刺激性，但可安全用於牙膏等沖洗型產品 。

4.1.3 生產方法

十二烷基硫酸鈉製備方法很多，常用的有以下兩種。

（1）三氧化硫法

三氧化硫法工藝系統由空氣壓縮與乾燥、SO₃發生、磺化、中和、尾氣處理、乾燥等工序組成。

（2）氯磺酸法

將月桂醇投入反應釜，預熱至30℃。高速攪拌，將比理論量過量0.03 mol的氯磺酸以霧狀噴入醇中，反應溫度控制在30～35℃。硫酸化反應結束後，打入中和釜，用30%的鹼液中和至pH值7～8.5。最後用0.4%（質量濃度）的雙氧水漂白，噴霧乾燥得固體。

4.1.4 質量標準

執行國家輕工行業標準《口腔清潔護理用品 牙膏用十二烷基硫酸鈉（QB/T2900）》。

4.1.5 在牙膏中的作用

我國為滿足牙膏由肥皂型改為表面活性劑型的需要，自1958年開始研究十二烷基硫酸鈉在牙膏中的套用，1962年試製成功，投入生產。

刷牙過程中產生泡沫，可以給消費者一種心理滿足。影響牙膏泡沫量的因素很多，如配方的設計、原料的選擇、原料的質量、原料之間的相互影響(香精具有消泡作用)等。要實現牙膏的高泡，配方中十二烷基硫酸鈉純度要高、用量要大、香精等具有消泡作用的成分用量要小。就生產十二烷基硫酸鈉而言，採用十二醇含量高的脂肪醇，有助於提高其泡沫量。

十二烷基硫酸鈉對牙膏的油水相平衡起著關鍵作用。如果其中的游離醇含量較高，會影響對油相的乳化能力，容易使香精從牙膏中分離，產生變色、變味和變稀現象。如果其中的無機鹽含量較高，會降低牙膏中CMC溶液的粘度，導致牙膏產生變稀、出水現象。

4.1.6 其他用途

十二烷基硫酸鈉具有優異的去污、乳化和發泡力，可用作洗滌劑和紡織助劑，也用作陰離子型表面活化劑、礦井滅火劑、滅火器的發泡劑，乳液聚合乳化劑，醫藥用乳化分散劑，洗髮劑等化妝製品，羊毛淨洗劑，絲毛類精品織物的洗滌劑。金屬選礦的浮選劑。食品工業中用作加工助劑、發泡劑、乳化劑、陰離子型表面活性劑，用於蛋糕、飲料、蛋白、鮮果、果汁飲料、食用油等。

月桂醯肌氨酸鈉

4.2.1 理化性質

INCI中文名稱：月桂醯肌氨酸鈉，英文名稱：Sodium lauroyl sarcosinate，CAS號：137-16-6，別名：十二醯基肌氨酸鈉。分子式：C₁₅H₂₈NNaO₃，分子量：293.39，固體（L-95）為白色或微黃色粉末，有特異嗅氣。液體（L-30）為無色、澄清液體。

月桂醯肌氨酸鈉是一種非常溫和的表面活性劑，可形成細膩、持久的泡沫，與其他表面活性劑復配，具有非常好的協同效應，可減少傳統表面活性劑所產生的刺激性並改善發泡力。

月桂醯肌氨酸鈉的性能與優點：（1）溫和表面活性劑，比K₁₂溫和。（2）與其他陽離子表面劑配伍性良好。（3）與其他表面活性劑配伍能得到優良的起泡效果，在鹽水和硬水中同樣可改善起泡能力。（4）在強鹼、酸的環境中均較穩定。（5）與其他陰離子表面活性劑配合，能減低體系的刺激性和改善發泡能力。（6）與消毒殺菌劑的配伍性良好，不影響洗滌和發泡能力。（7）具有抗菌、防霉、抗腐蝕、抗靜電能力。（8）生物降解性好，對環境無污染。

4.2.2 安全性

無LD₅₀數據，具有低毒、低刺激、良好的生物降解性，可用於食品、化妝品和醫藥工業^[16]。根據美國CTFA出版的CIR評價，月桂醯肌氨酸鈉具有低口服毒性，用在沖洗型化妝品中是安全的；當濃度不超過5%時，用在駐留型化妝品中也是安全的。

4.2.3 生產方法

以月桂酸和肌氨酸為原料，經醯氯化、胺化而製得。

工藝過程：

（1）將一定量月桂酸加入反應釜中，加熱熔化，滴加SOCl₂，先在70℃、然後在90～120℃回流一段時間，減壓蒸出原料SOCl₂，於2210～2487Pa壓力、140℃條件下，蒸出淡黃色液體月桂醯氯，產率約96%。

（2）在另一釜中加入肌氨酸，加水溶解，用10%NaOH液調pH值至9～12.5，充分攪拌，滴加月桂醯氯丙酮溶液進行反應至溶液呈透明狀。用30%硫酸酸化後用乙醚萃取，蒸出乙醚。用沸程為60～90℃的石油醚重結晶出白色晶體為產品月桂醯肌氨酸（簡稱LS）。將LS溶於乙醇中，用NaOH溶液中和即得LS鈉鹽。

4.2.4 質量標準

參考執行有關企業標準。

4.2.5 在牙膏中的套用

由於月桂醯肌氨酸鈉有更高的安全性與低刺激性，可用於嬰兒用口腔清潔用品。由於月桂醯肌氨酸鈉泡沫細膩、持久、低刺激性，與十二醇硫酸鈉復配使用，牙膏泡沫會特別豐富，使用起來倍感舒適。

4.2.6 其他用途

月桂醯肌氨酸鈉廣泛套用於生物工程、製藥工業、化妝品、礦物浮選、石油工業、金屬加工、農用化學品、塗料油墨添加劑、電鍍工業、染料工業等領域。