中國粉體網(wǎng)訊 牙膏是由磨擦劑、濕潤劑、表面活性劑、粘合劑、香料、甜味劑及其它功能組分(如:氟化物、抗牙菌斑組分、抗敏感組分等)構(gòu)成的。其中,磨擦劑是牙膏中最為傳統(tǒng)的賦形劑,在刷牙時,在牙刷的刷毛尖上能夠捕獲磨擦劑顆粒,當這些磨擦劑顆粒的硬度比牙齒上的污漬(例如:牙菌斑、牙結(jié)石等)堅硬但比健康的牙釉質(zhì)柔軟時,污漬就能去除,卻不會對牙齒表面造成顯著的磨損。在牙膏中常用的磨擦劑有:水合二氧化硅、碳酸鈣、二水合磷酸二氫鈣、焦磷酸鈣、偏磷酸鈉、氫氧化鋁、珍珠巖、羥基磷灰石和碳酸氫鈉。
(來源:Pixabay)
碳酸鈣
碳酸鈣是普通牙膏最為常用的磨擦劑。這是因為碳酸鈣資源非常豐富,這使得它的價格相對低廉,是最為經(jīng)濟便宜的牙膏磨擦劑。用作牙膏磨擦劑的碳酸鈣分為沉淀碳酸鈣和天然碳酸鈣兩種。
沉淀碳酸鈣的合成工藝有一些難以解決的問題:(1)反應不徹底;(2)合成產(chǎn)品的pH值過高,不利于保存以及口腔健康;(3)原料煅燒不完全,使得產(chǎn)品中容易含有硫化物,這些硫化物會使得牙膏非常容易變質(zhì)。由于這些原因,現(xiàn)今國內(nèi)外基本已經(jīng)沒有生廠商把沉淀碳酸鈣作為牙膏磨擦劑使用了。
用作牙膏磨擦劑的天然碳酸鈣主要有方解石與白云石兩種,它們的主要成分都是碳酸鈣,主要生產(chǎn)過程就是將原材料研磨至400目(約為38μm)以上,后干燥即可。
天然碳酸鈣用作牙膏磨擦劑的主要缺點是:(1)天然碳酸鈣的莫氏硬度大概在5.0左右,研磨之后的粉末仍然有尖銳的棱角,長期使用容易對使用者的牙齒造成較為明顯的磨損;(2)在使用碳酸鈣為磨擦劑的牙膏中,就不能添加氟化物。
用作牙膏磨擦劑的天然碳酸鈣的主要優(yōu)點是:(1)資源豐富,價格低廉;(2)除了氟化物之外,能夠與其它活性組分保持較好的兼容性。
二氧化硅
二氧化硅類牙膏磨擦劑是近些年來發(fā)展最為迅猛的一類高檔牙膏磨擦劑。二氧化硅作為高檔牙膏磨擦劑具有其獨特的優(yōu)勢。二氧化硅(SiO2)通常是通過沉淀法合成的,所以又稱作水合二氧化硅或者是無定形二氧化硅,它的化學式為SiO2•nH2O。
(來源:金三江)
用作牙膏磨擦劑的二氧化硅(SiO2)的性能特點:
(1)二氧化硅的化學穩(wěn)定性好,除溶于強堿外,與其它物質(zhì)都不起反應。因此,與牙膏中其它物料的相容性、配伍性好,膏體穩(wěn)定而細膩。
(2)二氧化硅結(jié)晶形態(tài)大多為圓形充滿小空隙的蜂窩狀聚合顆粒,接觸牙面時顆?煞稚ⅲc牙面污物接觸面積增大,故去污效果好,磨擦值可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),使牙膏膏體具有適宜磨擦值,既能清潔牙齒,又不致?lián)p傷牙釉質(zhì)。
(3)二氧化硅的折光率可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),極適合于透明牙膏的制作。
(4)二氧化硅與氟化物的相容性非常好,可使牙膏中的有效氟保持較高水平。
(5)二氧化硅的吸油值可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié),既可用作磨擦劑,又可用作增稠劑。
(6)二氧化硅的純度高,有害雜質(zhì)少,應用于牙膏具有較高的安全性。
(來源:金三江)
用作牙膏磨擦劑的二氧化硅(SiO2)的主要缺點是:價格相對較貴。
牙膏用二氧化硅的工藝流程圖(來源:金三江)
牙膏用二氧化硅的技術指標
(1)磨損性與清潔性
關于牙膏磨擦劑對于牙齒的磨損性,現(xiàn)在國際上普遍認同的是英國國際化標準。在這個標準中,牙膏的放射性牙本質(zhì)磨損(RDA)不能超過標準牙膏的2倍,放射性牙釉質(zhì)磨損(REA)不能超過標準牙膏的2.5倍。
關于牙膏磨擦劑對于牙齒的清潔性,國際上現(xiàn)今還沒有國際化標準。但是在牙膏業(yè)業(yè)內(nèi),在國際上普遍認同的是由STOOKEY等人提出的表面清潔比率(PCR)的概念以及測試方法。
現(xiàn)在,常常使用表面清潔比率與放射性牙本質(zhì)磨損的比值(PCR/RDA)來評價牙膏磨擦劑的清潔性能與磨損的綜合性能。PCR/RDA比值越大,說明磨擦劑的清潔性能越好而且磨損性相對較小;比值越小,說明磨擦劑的清潔性能越差而且磨損性相對較大。
(2)磨擦劑顆粒的粒徑分布
用做牙膏磨擦劑的粒度分布一般在3~15μm之間。當磨擦劑顆粒過大時(大于20μm),使用者就會有非常明顯的砂粒感;當磨擦劑顆粒過小時(小于1μm),磨擦劑顆粒會因布朗運動而絮凝,從而引起牙膏反粗現(xiàn)象發(fā)生,并且磨擦劑也不能夠表現(xiàn)出良好的磨擦性能。
(3)透光率
二氧化硅是制作透明牙膏唯一一種磨擦劑,當牙膏中的固相組分(磨擦劑)和液相組分的折射率相似時,制成的膏體就會呈現(xiàn)出透明狀。而膏體透亮程度的高低,就需要另外一個指標——透光率來進行衡量。透光率是二氧化硅作為牙膏磨擦劑特有的指標,當二氧化硅的透光率越高,由它作為磨擦劑制成的牙膏的透亮程度也越高。
小結(jié)
牙膏用二氧化硅為下游牙膏行業(yè)生產(chǎn)中的關鍵材料,二氧化硅作為牙膏磨擦劑和增稠劑,屬于牙膏的主要原材料之一,影響牙膏的主要性能,如美白牙齒、清潔口腔等功能。在消費升級的大背景下,消費者對牙膏的需求越來越高端化、多樣化、功效化。以往,高端牙膏所用的牙膏磨擦劑二氧化硅主要由跨國化工企業(yè)主導,民族牙膏的高端產(chǎn)品需要采購進口牙膏用二氧化硅,供應的及時性得不到保障,導致我國高端牙膏市場發(fā)展緩慢,牙膏用二氧化硅亟需進口替代。
參考來源:
蘇二強:沉淀法合成牙膏摩擦劑二氧化硅
孫群等:二氧化硅及其牙膏的清潔性能研究
金三江
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)
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