洗發水的流變表征

洗發水是一種主要的發用化妝品,其發展已有較長的歷史。洗發水中的主要成分除表面活性劑外,還需要添加一些其它的組分，以賦予洗發水不同的特性及功能，如營養、調理、硅油、懸浮等添加劑。這些添加劑通常會對配方的穩定性造成很大影響，導致產品變稀、增稠、分層。流變調節劑在洗發水中的作用主要是提高產品的粘度，改善穩定性，并賦予產品良好的流變性及使用性能。可以通過流變學方法對洗發水的流動特性及穩定性等進行分析和研究。

Brookfield RSX流變儀（圓錐/平板或同軸圓柱型）是洗發水產品研發或質量控制應用的一個很好的選擇，因為它測量的剪切速率范圍很寬，儀器設計非常堅固，而且非常容易清洗。

測試方法方法1：

儀器型號：RSX CPS Rheometer

轉子：Cone RCT-50-1 (50 mm, 1°)

軟件：Rheo3000

溫度控制：Peltier

洗發水的測試速率通常需要高達500 S^-1。該速率近似于在皮膚或頭發上摩擦東西時的剪切速度。在大多數情況下使用直徑為50mm，錐度為1°的錐形轉子（RCT-50-1）。也有一些客戶使用直徑為75mm，錐度為1°的錐形轉子在低剪切速率條件下測試（< 50 S^-1）。

圖1顯示了用RCT-50-1錐形轉子測試過的三種不同的洗發水（洗發香波）。測試方法是一個簡單的3步流動曲線：1)速率斜坡：5 S^-1-500 S^-1，運行時間：120 S，采集數據點：302)速率保持：500 S^-1，運行時間：120 S，采集數據點：303)速率斜坡：500 S^-1-5 S^-1，運行時間：120 S，采集數據點：30

三個樣品均為剪切變稀（假塑性），但不隨時間變化（觸變性）。數據表明，在低剪切速率區域，5 S^-1是牛頓流體區域的結束點；而在較高剪切速率區域，牛頓流體區域則超過500 S^-1。樣品A和C非常相似，B樣品要稠度更高。這三種樣品都屬于冪律流體——power law (Oswald)：

相對相似的稠度指數表明，在較低的剪切速率下，流體A和C是最相似的；而在較高的剪切速率下，二者的流動指數差別很大，流體是*不同的。

方法2：

儀器型號：RSX CC Rheometer

轉子：CCT-40

軟件：Rheo3000

溫度控制：TC-650AP

同軸圓筒型設備也可用于洗發水流動特性測試。圖2中顯示的分別為：RST CPS（紅色曲線）以及RST CC（綠色曲線）針對樣品C進行的流動測試。

有兩點需要注意：

l 在較高的速率下，來自RST CPS的數據略低于RST CC。這可能與樣品加熱有關。同軸圓筒系統通常能夠提供比錐/板系統更好的溫度控制。

l 與錐/板相比，同軸圓筒能夠達到更低的剪切速率(至少相對于50mm的圓錐)。

分析與思考

兩種系統各有優缺點，因此選擇取決于客戶的需求。我們可以看到兩種系統的測試結果非常吻合。

1）兩種儀器都提供了堅固的結構。2）同軸圓筒能夠在較低的剪切速率下工作，有更好的溫度控制，對樣品加載的微小差異不太敏感。

3）錐/板系統則可以使用更少的樣品完成測試。

4）對于錐/板，溫度平衡要快一些(幾秒鐘，而對于同軸圓筒，則需要10分鐘)。

5）清理錐/板系統非常快速且容易，而同軸圓柱系統則涉及轉子和樣品杯，需要相對更長的時間。