常用卡波姆系列增稠剂的性能及应用介绍
2019.09.10
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卡波树脂（Carbomer），又称卡波姆，是一种由丙烯酸或丙烯酸酯与烯丙基醚化学交联形成的聚合物，包括聚丙烯酸（均聚物）和长链烷醇丙烯酸酯类聚合物（共聚物）。其分子结构中含有52 ~ 68 %的酸基团，因此它具有一定的酸性，具有亲水性能，可以溶于水、乙醇和甘油中。
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卡波姆具有增稠、悬浮、稳定体系、调控水和活性物释放等功能，且工艺简单、稳定性好，因此是一种被广泛用于个人护理品、药品等领域中的流变改性增稠剂。
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（图片来源于网络）
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卡波姆主要的增稠机理有两种，包括中和增稠和氢键增稠。
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1、中和增稠
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由于其含有一定的酸基团，在应用的过程中需要进行碱性中和。被碱性中和后的卡波树脂，其羧基发生离子化，由于负电荷的相互排斥作用，蜷缩的分子链伸展呈极大的膨胀状态，使原来的体积增大到1000倍左右，从而起到增稠的作用。常用的中和剂有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钾和三乙醇胺等（酸碱度调节到7左右，即可得到晶莹剔透的凝胶），这也是卡波姆对离子敏感的原因所在。
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2、氢键增稠
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卡波姆分子作为羧基给予体，能与一个或两个以上羟基结合形成氢键而增稠，这种反应机理需要时间。常用的羟基给予体有非离子型表面活性剂、多元醇等。
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（图片来源于网络）
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常用卡波姆系列的性能与应用
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根据交联度以及分子量的不同，卡波姆存在着不同型号的多种产品，包括Carbopol 910、934、934 P、940、941、954等传统系列，以及Carbopol Ultrez 20 / 21这类新型聚合物。不同型号的卡波姆由于其悬浮稳定特性、流性改变长短等性质的不同，使得它们在各行业中的用途也有所差异。下面我们就来看看化妆品中最为常用的几种卡波姆的性能与应用。
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※传统型卡波姆
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Carbopol 934（苯溶剂均聚物）
外观：白色疏松粉末、略有气味
性能：短流变性；中、高粘度；中等透明度、略显黄色；低耐离子性；高耐剪切性；悬浮稳定性、高耐热性
安全性：有可能残留溶剂（苯或二甲苯）
应用：适合用于高粘凝胶、乳液及软膏；悬浮及乳化；局部应用；皮肤护理；头发护理；掩味剂；膏霜；手、身体及脸部乳液。广泛使用于医药（软膏）配方，和化妆品膏霜中。
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Carbopol 940（苯溶剂均聚物）
外观：白色疏松粉末、略有气味
性能：（果冻型）极短流变性；高粘度；高透明度；低耐离子性；低耐剪切性；高屈服值（悬浮能力）
溶解性：可溶于水、甘油和乙醇等
安全性：干燥状态时不会长霉菌，无毒、无刺激性
应用：可提供水包油型乳化体系的稳定，适用于乳液及膏霜中。
建议用量：0.2 % ~ 1.5 %
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Carbopol 941 / 971（苯溶剂均聚物）
外观：白色疏松粉末、略有气味
性能：（鼻涕型）长流变性；低粘度；高透明度；中等耐离子性；低耐剪切性
溶解性：可溶于水、甘油和乙醇等
应用：能产生低粘度的永久乳剂和悬浮体，甚至是离子体系，产生的胶体透明度好（低浓度的情况下更有效），卡波941在化妆品行业中被用作为水包油型乳化体系的稳定剂，971在制药行业中作为缓释剂，适用于透明凝胶、水醇凝胶及乳液产品。
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※改良型卡波姆（无苯）
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Carbopol 980（共溶剂均聚物）
化学名：交联聚丙烯酸树脂
外观：白色疏松粉末、略有气味
性能：极短流变性；高黏度；高透明度；低耐离子性；低耐剪切性；高屈服值（悬浮能力）
溶解性：可溶于水、甘油和乙醇等
应用：适用于化妆品或药品中的配方中的增稠，悬浮及乳化。如：定型凝胶、水醇凝胶、保湿凝胶、沐浴啫喱、牙膏、香波、剃须啫喱、保湿霜及防晒乳液等。
用量：0.2 % ~ 1.5 %
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Carbopol 1342（疏水改性共聚物）
化学名：交联聚丙烯酸树脂
外观：白色疏松粉末
性能：长流特性；中等黏度；高透明度；高耐离子性；高耐剪切性；高屈服值（悬浮能力）
溶解性：可溶于水、甘油和乙醇等
应用：在电解质存在下极好的流变学改进剂，聚合乳化作用，适用于含水溶性盐的水溶液或分散液。
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Carbopol ETD 2020
化学名：丙烯酸酯/ C10 - 30烷基丙烯酸酯交链共聚物
外观：白色疏松粉末
性能：长流变性；中黏度；高透明度；高耐离子性；耐剪切性；高效增稠、较强的悬浮能力
应用：适用于透明凝胶、水醇凝胶、表面活性剂体系（特种洗发水、清洁产品等）以及电解质含量较高的体系（如芦荟凝胶）等。
建议用量：0.2 % ~ 1.5 %
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Carbopol AQUA SF-1
新型液态丙烯酸流变修饰剂
INCI名称：丙烯酸（酯）类共聚物
外观：乳白色至白色液体
性能：长流变性；高黏度；中等透明度（本体不透明，加入产品后）；低耐离子性；高耐剪切性
溶解性：可溶于水、甘油和乙醇等
应用：可配制清澈配方，与多种成份具优良的相容性，回酸增稠，可用于表面活性剂体系。
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Carbopol Ultrez 20（新型易分散型共聚物）
化学名：丙烯酸酯/ C10 - 30烷基丙烯酸酯交链共聚物
外观：白色疏松粉末
性能：长流变性；高透明度；中等粘度；中等耐离子性；高耐剪切性；易分散、有优异且稳定的悬浮能力
应用：可应用于香波、沐浴凝胶、膏霜、乳液、含电解质高的水凝胶。另外，U20还可赋予产品亮丽的外观，具有更好的流动性和倾倒性提供了产品平滑、轻盈、柔软的触感。
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Carbopol Ultrez 21（新型易分散型共聚物）
化学名：丙烯酸酯/ C10 - 30烷基丙烯酸酯交链共聚物
外观：白色疏松粉末
性能：短流变性；高黏度；高透明度；低耐离子性；耐剪切性；有易分散、自润湿、高效增稠、较强的悬浮能力，可以赋予配方恒定粘度。
应用：可用于凝胶、洗涤清洁用品、高电解质产品等。
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Pemulen TR - 1（疏水改性共聚物）
化学名：丙烯酸酯/ C10 - 30烷基丙烯酸酯交链共聚物
外观：白色粉末
性能：短流变性
应用：多功能增稠型乳化剂，用作水包油体系中的稳定剂，可用于膏霜、乳液。
建议用量：0.2 % ~ 0.4 %，以达到20.0 %的含油量。
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Pemulen TR - 2（疏水改性共聚物）
化学品：丙烯酸酯/ C10 - 30烷基丙烯酸酯交链共聚物
外观：白色粉末
性能：长流变性
应用：多功能增稠型乳化剂，用作水包油体系中的稳定剂，可用于乳液。
建议用量：0.15 % ~ 0.30 %，以达到60.0 %的含油量。
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此外，使用卡波姆还需要注意以下几点。
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注意事项：
1、卡波聚合物均具有剪切变稀的能力，且时间剪切越长粘度恢复越慢，甚至造成粘度的永久性损失；
2、卡波聚合物对离子的容忍度均较差，处于过渡阶段的Carbopol 1342相对较高；
3、紫外线照射会对卡波聚合物的粘度造成损失，此损失是不可恢复的。
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· END ·
作者 | 菠萝斯基
编辑 | 小朱同学
图源 | 网络
