護膚保養品DIY 知識集-表面活性劑(乳化劑)概述@MSMF 知識PART

表面活性劑(Surfactant)，依結構可分為「離子型」與「非離子型」表面活性劑 2 大類──

其中「離子型」表面活性劑，溶解於水中之電性，又能再細分出：陰離子、陽離子及兩性離子-表面活性劑。

表面活性劑(Surfactant)指：可降低液體表面張力，或兩相間界面張力(如油/水-界面)的物質。
在護膚保養品配方中，能讓「油/水相-混合狀態(乳化體)」維持穩定，故也可稱乳化劑。

陰離子表面活性劑

溶解於水中，表面活性劑親水基解離帶有負電荷者。
如常見的：月桂基硫酸鈉(SLS)、月桂醇聚醚硫酸酯鈉(SLES)......等。
陰離子型表面活性劑，清潔效果優，多使用在卸妝液、沐浴、洗髮、潔顏等清潔類產品。

陽離子表面活性劑

在水中，表面活性劑親水基解離帶有正電荷者。
如：十六烷基三甲基氯化銨(Cetrimonium Chloride)。
陽離子表面活性劑，具抗靜電、柔順效果，
但因陽離子表面活性劑，對皮膚刺激性高，故多使用在護髮類產品，護膚保養品中少見。

兩性離子表面活性劑

此類表面活性劑在水中解離後，親水基同時帶有正電荷與負電荷者。
例如：椰油醯胺丙基甜菜鹼(CAPB)。
兩性離子表面活性劑，清潔效果稍弱於陰離子，但相對更溫和，多用於嬰幼兒清潔類產品。

非離子表面活性劑

顧名思義，表面活性劑溶解於水中後，親水基並不會解離而帶電荷，而是依其極性官能基與水分子鍵結成氫鍵。
如：山梨糖醇油酸酯(Sorbitan oleate，別名 SPAN-80)，或將油脂──加成反應──接上「親水性聚合物」，如聚乙二醇(PEG)或聚甘油(Polyglycerol)，如：聚山梨醇酯 80 (Polysorbate 80，別名TWEEN-80)，聚甘油-3 硬脂酸酯(Polyglyceryl-3 stearate) 。
非離子型在四類表面活性劑中，對皮膚刺激性最弱，所以在保養品中使用佔最大宗；
並能與陰離子、陽離子或兩性離子表面活性劑，相互搭配使用。

表面活性劑(Surfactant)的清潔原理

由於表面活性劑分子兼具「親油基 +親水基」結構──所以能同時：吸附油垢 +抓住水分子。
因此，當「髒汙」被表面活性劑，透過搓揉攪拌，形成包覆後，就容易被大量清水沖走，達清潔效用。

表面活性劑=乳化劑(Emulsifier)的乳化原理

從熱力學的觀點來看：將互不相溶的「油/水」混合在一起，本身就是一個熱力學不穩定的系統。

即使強加外力，使其混合──隨著時間流逝，最終依然會「油/水-分離」──因為只有當油、水分離成兩層時，兩者間彼此所接觸的總面積最小，所以需要維持的表面張力的能量最低，最安定。

所以，當乳化劑存在下──同時抓住「油/水-界面」兩側分子──降低界面總位能，
使內相(乳化滴)的「油/水-界面膜」維持穩固，就能保有乳化體(熱力學不穩定系統)的存在，成為乳液或乳霜。

而配合「油/水-配比」與「乳化劑-特性」(親油or親水，前者抓「油分子」能力強一些；後者更能吸附「水分子」)
──可以讓我們配製出各式不同劑型的乳化體。如：油包水W/O(Water in Oil)、水包油O/W(Oil in Water)、水包油包水W/O/W(Water in Oil in Water)、油包水包油O/W/O(Oil in Water in Oil)或雙連續相(Bicontinuous phase, 不分內外相)......等。

PS.乳化體本身的安定性(一般護膚保養品要求保存2~3年)，還有許多因素要考量，並非選好「乳化劑+油/水%」就OK。
PPS.護膚保養品DIY 知識/配方，一次擁有《保養品DIY教戰手冊》https://myskinmyforum.blogspot.tw/p/diy_6.html