天然保濕材料吸濕和保濕性能研究

天然保濕材料吸濕和保濕性能研究

用于維持或增加皮膚的水含量，改善由皮膚缺水引起的皮膚干燥，以及瘙癢和脫屑等臨床癥狀。保濕劑按其來源可分為天然保濕劑和合成保濕劑1實驗1.1化學(xué)試劑、試劑與儀器原料:羧甲基纖維素鈉,分析純,天津巴斯夫化工有限公司;海藻酸鈉,化學(xué)純,中國醫(yī)藥集團上?；瘜W(xué)試劑公司;殼聚糖,生化試劑,脫乙酰度>90%,上海伯奧生物科技有限公司;魔芋葡甘聚糖,生化試劑,湖北恩施宏業(yè)公司;甘油,分析純,湖北化工科技開發(fā)公司。所有試樣使用前均于50℃真空干燥48h。儀器:熱重分析儀,WRT-2P,上海精密科學(xué)儀器有限公司。1.2測試測試1.2.1干燥器內(nèi)的相對濕度溫度為20℃時,在干燥器底部加入飽和鹽溶液如選用硫酸銅、氯化銨、氯化鈣從而控制干燥器內(nèi)的相對濕度(Relativehumidity,RH)分別為98%、84%、32%式中:m1.2.2保濕保濕實驗溫度為20℃時,在干燥器底部盛有200g經(jīng)干燥過的變色硅膠,然后放入完成吸濕實驗的樣品進行保濕實驗。每隔24h將結(jié)晶皿取出稱重,由式(2)計算保濕率:式中:H1.2.3測試中的tga測試將已吸水達到飽和的樣品取出進行TG測定,掃描溫度范圍為30~180℃,升溫速率為10℃/min。2結(jié)果與討論2.1羧甲基纖維素鈉、甘油、魔芋葡甘聚糖的結(jié)構(gòu)及吸濕特征檢測圖1(a)是當(dāng)相對濕度為98%時各樣品的吸濕實驗結(jié)果。從圖中可以看出,隨著時間的延長,各樣品的吸濕率逐漸增加,而且最初24h內(nèi)吸濕率增加的幅度要快些,但超過24h后,魔芋葡甘聚糖、海藻酸鈉和殼聚糖的吸濕率基本飽和,而羧甲基纖維素鈉和甘油繼續(xù)增加,不過增加速率也逐漸變緩。在168h時,各試樣按照吸濕率從大到小的順序依次為:羧甲基纖維素鈉>甘油>海藻酸鈉>魔芋葡甘聚糖>殼聚糖。其中,羧甲基纖維素鈉與甘油的吸濕率要明顯高于其它樣品。這可從其分子結(jié)構(gòu)中看出,羧甲基纖維素鈉分子中除含有大量的-OH外,還含有親水性更強的-COONa。甘油雖為小分子,但1分子甘油中含有3個-OH,其親水性也是很強的。海藻酸鈉分子中也有-COONa,因而其吸濕能力也很高。而魔芋葡甘聚糖和殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中主要是-OH或-NH將圖1(b)、圖1(c)與圖1(a)作比較,可以看出其吸濕情況基本類似,但在同一時段時,各樣品的吸收率不同。很明顯,濕度愈大,樣品的吸濕率愈大。同時可以看出,樣品的吸濕率愈大,其吸濕率受濕度影響愈大,如對羧甲基纖維素鈉來說,當(dāng)RH為98%、84%及42%時,吸濕率分別為166.47%、80.14%及37.55%;而對魔芋葡甘聚糖來說,當(dāng)RH為98%、84%及42%時,吸濕率分別為21.59%、13.55%及9.35%。此外還可以看出,在低濕度時(見圖1(c)),甘油的吸濕率最終要高于羧甲基纖維素鈉,而在高濕度時,則相反(見圖1(a)與圖1(b)),這可能與甘油是小分子的緣故有關(guān)。2.2保濕率的順序圖2為各試樣的保濕實驗結(jié)果。從圖2可以看出,各試樣的保濕率按照從大到小的順序依次為:殼聚糖>魔芋葡甘聚糖>海藻酸鈉>甘油>羧甲基纖維素鈉。其順序與吸濕率順序剛好相反,而且,在48h以前,各試樣的保濕率幾乎持續(xù)減小,隨后減小的趨勢逐漸緩和。因此采用48h進行保濕性能的初步篩選有一定的合理性。甘油和羧甲基纖維素鈉下降的速率遠大于其它3種樣品?？梢?有的吸濕劑雖然其吸濕能力強,但保濕能力卻不一定強,具體應(yīng)用上應(yīng)該綜合考慮。2.3失重率的變化圖3為樣品的熱重分析結(jié)果。從失重率和溫度的曲線可以看出,隨著溫度的升高,各樣品的失重率加快,但溫度升高到一定的程度,各樣品的失重率變緩。其中在90℃左右,魔芋葡甘聚糖、海藻酸鈉、殼聚糖的失重率基本不再變化,而甘油和羧甲基纖維素鈉的失重率繼續(xù)增加,在120℃時這兩種樣品的失重率曲線也趨于平緩。我們可以這樣認(rèn)為,在120℃以前,5種樣品的失重率的變化主要是由于樣品中的自由態(tài)水分(包括氫鍵締合水)的失去引起的。如果繼續(xù)升高溫度,則會引起分子內(nèi)失水導(dǎo)致質(zhì)量下降,這不是我們要考慮的。另外值得注意的是,該曲線與前面的吸濕曲線變化趨勢恰好相反,與保濕曲線則基本一致。這說明,通過TGA不僅可以反映各試樣隨溫度變化的保濕情況,而且也可以反映各樣品本身的保濕能力。3鈉、甘油、魔芋葡甘聚糖比較了4種天然保濕材料與甘油的吸濕性能,發(fā)現(xiàn)168h時,在較高相對濕度如RH=98%和84%時,吸濕能力大小為:羧甲基纖維素鈉>甘油>海藻酸鈉>魔芋葡甘聚糖>殼聚糖;在低相對濕度如RH=32%時,吸濕能力大小為:甘油>羧甲基纖維素鈉>海藻酸鈉>魔芋葡甘聚糖>殼聚糖;同時將這4種天然保濕材料的保濕性能